JP2598398B2 - Strip welding strength measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、ストリツプ溶接強度測定装置に係り、特
に、薄板コイル、線状コイル等の金属コイルを取扱う連
続ラインに採用して好適な、溶接により連続されるスト
リツプの溶接部強度をオンラインにて測定するストリツ
プ溶接強度測定装置に関する。The present invention relates to a strip welding strength measuring apparatus, and more particularly to online measurement of the strength of a welded portion of a strip that is continuously welded, which is suitable for use in a continuous line handling metal coils such as thin-plate coils and linear coils. And a strip welding strength measuring device.
従来、薄板コイル、線状コイルを取扱う連続ラインに
は溶接機が設置されており、先行ストリツプと後行スト
リツプとの溶接を自動的に行うようにされている。 第10図に、この連続ラインの簡略化したものを示す。
この連続ラインにおいては、先行ストリツプ１と後行ス
トリツプ２とはラインの途中に設置された溶接機３によ
つて溶接され、その溶接部４を介してストリツプ１、２
は連続的に通板されることになる。 ここで、前記溶接機３による溶接機にストリツプ１、
２の溶接端縁形状が悪い場合や、溶接条件が不十分な場
合には、溶接部の溶接強度が母材の強度に比べて低下し
て、ライン張力に抗しきれなくなつて溶接部４から破断
する事故が発生する。 これに対し、前記溶接部の検査をオンラインにて自動
的に行う方法として、例えば、特開昭58−151974号公報
に開示されるように、溶接時に溶接部の全長に沿う複数
の点の磁界を検出し、この磁界検出出力から溶接良、不
良を検査するものが提案されている。 具体的には、この溶接部検査方法は、フラツシユバツ
ト溶接において、ストリツプに流れる電流が不均一にな
るとストリツプ周囲に発生する磁界も不均一になること
から、この磁界を複数個の磁気検出素子により検出する
ことにより、溶接時のストリツプ内の電流分布を知り、
この電流分布に基づいて溶接量、不良を判定するように
して検査を行うものである。2. Description of the Related Art Conventionally, a welding machine has been installed in a continuous line for handling thin-plate coils and linear coils, and welding of a preceding strip and a following strip is automatically performed. FIG. 10 shows a simplified version of this continuous line.
In this continuous line, the preceding strip 1 and the following strip 2 are welded by a welding machine 3 installed in the middle of the line, and the strips 1, 2,
Will be passed continuously. Here, the welding machine 3 uses the strip 1,
When the welding edge shape of No. 2 is bad or the welding conditions are insufficient, the welding strength of the welding portion is reduced as compared with the strength of the base metal, and the welding strength of the welding portion 4 becomes insufficient. An accident of breakage occurs. On the other hand, as a method for automatically performing the inspection of the welded portion online, for example, as disclosed in JP-A-58-151974, magnetic fields at a plurality of points along the entire length of the welded portion during welding are disclosed. Has been proposed to detect welding and to determine whether welding is good or bad from this magnetic field detection output. More specifically, this method of inspecting a welded portion detects a magnetic field generated around a strip in a flash-batch welding process when the current flowing through the strip becomes non-uniform. By knowing the current distribution in the strip during welding,
The inspection is performed by determining the welding amount and the defect based on the current distribution.
しかしながら、上記特開昭58−151974号公報で提案さ
れているものにあつては、以下のような問題点がある。 溶接装置本体内に溶接部の検出器を内蔵しているた
め、溶接機本体が大きくなるという問題点がある。 又、磁気検出装置が電極に組込まれているため、シー
ム溶接機等のホイール型電極を有する溶接機には適用す
ることができないという問題点がある。 又、溶接部を直接的に検査するものでなく、溶接時の
電流分布を測定して、この電流分布に基づき溶接部の欠
陥を判定するようにしているため、間接的な検査方法と
なり、検査精度が低下するという問題点がある。However, the one proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-151974 has the following problems. Since the detector of the welded portion is built in the welding device main body, there is a problem that the welding machine main body becomes large. In addition, since the magnetic detection device is incorporated in the electrode, it cannot be applied to a welding machine having a wheel-type electrode such as a seam welding machine. In addition, instead of directly inspecting the welded portion, the current distribution during welding is measured, and a defect in the welded portion is determined based on the current distribution. There is a problem that accuracy is reduced.
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
つて、金属ストリツプを取扱う連続ラインにおいて、先
行ストリツプと後行ストリツプとの溶接部の強度を精度
良く測定することができ、これにより、溶接部の溶接不
良による強度不足にて発生する溶接部からのストリツプ
破断事故を防止することのできるストリツプ溶接強度測
定装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and in a continuous line for handling metal strip, the strength of a weld between a preceding strip and a following strip can be accurately measured. An object of the present invention is to provide a strip welding strength measuring device capable of preventing a strip rupture accident from a welded portion caused by insufficient strength due to poor welding of a welded portion.
本発明は、ストリツプ幅方向の溶接により長手方向に
連続されるストリツプの溶接部強度を測定するストリツ
プ溶接強度測定装置において、ストリツプ移動方向の一
方側に配置される送信探触子と、他方側に前記送信探触
子と対向して配置される受信探触子とを一対として、ス
トリツプ幅方向に複数対設けてなる二探触子式超音波探
傷器と、この超音波探傷器近傍のストリツプに接触媒質
を噴射する給液管と、前記溶接部若しくは超音波探傷器
の少なくとも一方を移動させて、前記溶接部と前記送信
探触子及び受信探触子の間の探傷測定所定位置とを一致
させる溶接部位置決め手段と、この溶接部位置決め手段
による位置決め後に溶接部近傍のストリツプを固定する
固定手段と、前記二探触子式超音波探傷器からの出力信
号に基づいて溶接部の破断を判定する判定手段と、を有
してなり、前記固定手段が前記ストリツプを固定すると
き、前記送信探触子及び受信探触子が前記溶接部の両側
に接触し、且つ前記供給管先端が、前記送信探触子及び
受信探触子近傍に位置するように、前記送信探触子、受
信探触子、及び、供給管を前記固定手段に支持したこと
を特徴とするストリツプ溶接強度測定装置により、上記
目的を達成するものである。The present invention relates to a strip welding strength measuring device for measuring a weld strength of a strip that is continuous in a longitudinal direction by welding in a strip width direction, wherein a transmitting probe arranged on one side in a strip moving direction and a transmitting probe arranged on the other side. A two-probe ultrasonic flaw detector provided with a plurality of pairs in the strip width direction with a pair of the reception probe disposed opposite to the transmission probe, and a strip near the ultrasonic flaw detector. By moving at least one of the liquid supply pipe for injecting the couplant and the welding portion or the ultrasonic flaw detector, the predetermined position of the flaw detection measurement between the welding portion and the transmitting probe and the receiving probe is matched. Welding part positioning means for fixing, a fixing means for fixing a strip near the welding part after positioning by the welding part positioning means, and a welding part based on an output signal from the two-probe ultrasonic flaw detector. Determining means for determining breakage, wherein when the fixing means fixes the strip, the transmitting probe and the receiving probe contact both sides of the welded portion, and Wherein the transmission probe, the reception probe, and the supply pipe are supported by the fixing means so as to be located near the transmission probe and the reception probe. The above object is achieved by an apparatus.
本発明においては、溶接部を間にしてストリツプ移動
方向の一方側に配置された送信探触子と他方側に配置さ
れた受信探触子とを一対として、ストリツプ幅方向に複
数対設けてなる二探触子式超音波探傷器により、溶接部
を検査するようにしている。従つて、従来のように、フ
ラツシユバツト溶接時のストリツプに流れる電流分布か
ら溶接の良不良を判定するものに比較して、溶接部を超
音波探傷により直接的に探傷することができ、溶接強度
の測定精度を向上することができる。しかも、超音波探
傷器を送信探触子と受信探触子とを別体として、反射波
及び入射波を検出するようにしているため、１探触子法
に比較してそのエコーレベルがノイズの少ない安全側に
おいて得られるため信頼性を向上することができる。 更に、送信探触子と受信探触子とがストリツプ幅方向
に複数対配置されているので、ストリツプ幅方向の溶接
部を迅速に、且つ、漏れがなく探傷することができる。 又、送信探触子、受信探触子、及び給液管が、溶接部
近傍で、ストリツプを固定する固定手段に取付けられて
いるので、これらの溶接部近傍へのセツテイングを、ス
トリツプの固定と同時に迅速、確実にできる。 又、前記溶接部位置決め手段、固定手段、及び判定手
段を備えることにより、溶接部の溶接強度を全自動で定
量的に評価することができる。従つて、この測定結果を
ライン運転にフイードバツクすることにより、溶接部の
強度不足によるストリツプ破断事故を防止することがで
きる。In the present invention, a plurality of pairs are provided in the strip width direction with a pair of a transmission probe arranged on one side in the strip moving direction and a reception probe arranged on the other side in the strip moving direction with the welded portion therebetween. Welding parts are inspected using a two-probe ultrasonic flaw detector. Therefore, as compared with the conventional method in which the quality of welding is determined based on the current distribution flowing through the strip during flash-butt welding, the welded portion can be directly inspected by ultrasonic flaw detection, and the welding strength can be reduced. Measurement accuracy can be improved. Moreover, since the ultrasonic flaw detector is configured to separate the transmitting probe and the receiving probe to detect the reflected wave and the incident wave, the echo level is lower than that of the single probe method. The reliability can be improved because it is obtained on the safe side with less noise. Further, since a plurality of pairs of the transmission probe and the reception probe are arranged in the strip width direction, a welded portion in the strip width direction can be detected quickly and without leakage. Further, since the transmitting probe, the receiving probe, and the liquid supply pipe are attached to the fixing means for fixing the strip in the vicinity of the welded portion, the setting in the vicinity of the welded portion is the same as the fixing of the strip. At the same time it can be done quickly and reliably. Further, the provision of the welding portion positioning means, the fixing means, and the judging means makes it possible to fully automatically and quantitatively evaluate the welding strength of the welding portion. Therefore, by feeding back the measurement result to the line operation, it is possible to prevent a strip rupture accident due to insufficient strength of the welded portion.
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。 本実施例は、第１図乃至第９図に示されるように、溶
接により連続される先行ストリツプ10、後行ストリツプ
11の溶接部12の強度をオンラインにて測定するストリツ
プ溶接強度測定装置において、前記溶接部12を間にして
ストリツプ移動方向の一方側に送信探触子14、他方側に
受信探触子16が配置される二探触子式超音波探傷器18
と、この超音波探傷器18近傍のストリツプ10、11に接触
媒質を噴射する給液管20と、前記超音波探傷器18を移動
させて、前記溶接部12と前記送信探触子14及び受信探触
子16の間の探傷測定所定位置とを一致させる溶接部位置
決め手段22と、この溶接部位置決め手段22による位置決
め後に溶接部12近傍のストリツプ10、11を固定する固定
手段24と、前記二探触子式超音波探傷器18からの出力信
号に基づいて溶接部12の破断を判定する判定手段（図示
省略）を備え、前記位置決め手段22及び固定手段24を制
御する制御装置26と、前記超音波探傷器18、給液管20、
溶接部位置決め手段22、及び固定手段24が組込まれる全
体逆Ｕ字形状のメインフレーム28とを備えて構成されて
いる。なお、図中の符号Ｗは前記送信探触子14から送信
される超音波、27は前記制御装置26の冷却用のクーラ
ー、29はメインフレーム28に取付けられる各機器類の損
傷を防止するためのプロテクタをそれぞれ示す。 前記超音波探傷器18は、第１図に示されるように、多
数の送信探触子14、受信探触子16とから構成されてお
り、前記固定手段24の後述する押えフレーム36に取付け
られている。 具体的には、多数の送信探触子14は、前記溶接部12に
沿うよう押えフレーム36内でストリツプ幅方向に所定ピ
ツチで一列に並べて配置されている。又、この送信探触
子14と同様に、多数の受信探触子16も前記溶接部12に沿
うように押えフレーム36内でストリツプ幅方向に所定ピ
ツチで一列に並べて配置されている。なお、個々の送信
探触子14、受信探触子16はストリツプ長手方向において
対とされている。 前記各探触子14、16は、第３図に示されるように、支
持棒32によつて押えフレーム36内で上下方向に移動自在
に支持され、且つ、コイルバネ34により下方に押動され
るように構成されている。 前記給液管20は、前記押えフレーム36の側壁36aと前
記送信探触子14、受信探触子16との間にその噴射ノズル
が位置するように押えフレーム36に取付けられている。 前記固定手段24は、第１図に示されるように、前記ス
トリツプ10、11の上方のにおいて、上下方向で移動自在
とされる押えフレーム36と、ストリツプ10、11下方にお
いて上下方向で移動自在とされるコイルガイド38と、前
記押えフレーム36を下方に押動すると共にコイルガイド
38を上方に押動してこれら押えフレーム36及びコイルガ
イド38によりストリツプ10、11を上下方向から挟持する
ための上シリンダ40及び下シリンダ42と、前記押えフレ
ーム36及びコイルガイド38を上下方向で案内するガイド
部44を備えた移動フレーム46とから構成されている。 前記押えフレーム36及びコイルガイド38は、第３図に
示されるように、断面溝形状に形成されている。 前記上シリンダ40及び下シリンダ42は、前記移動フレ
ーム46に取付けられている。 前記溶接部位置決め手段22は、第４図乃至第６図に示
されるように、ストリツプ10、11を搬送する図示省略の
ストリツプ搬送装置と、前記溶接部12の移動距離を検出
する溶接部移動距離検出器52と、前記溶接部12に対応す
る溶接マーク48を検出し、前記ストリツプ10、11の図示
しない搬送装置に停止信号と、前記溶接部移動距離検出
器52に測定開始信号とを出力する溶接マーク検出器50
と、前記溶接移動距離検出器52の出力信号、前記溶接部
12及び溶接マーク48の距離ｌ、前記溶接マーク検出器50
及び前記二探触子式超音波探傷器18の距離Ｌそれぞれに
基づき、前記溶接部12と前記送信探触子14及び受信探触
子16間の探傷測定所定位置との距離を求める計算機54
と、この計算機54の出力信号に基づき前記溶接部12に超
音波探傷器18の探傷測定所定位置を位置させるように該
超音波探傷器18を移動させる移動手段56とから構成され
ている。なお、前記計算機54は前記制御装置26内に組み
込まれている。 前記溶接マーク48は、第４図に示されるように、先行
ストリツプ10の溶接部12に近い位置に貫通形成されたマ
ーク孔から構成されている。 前記溶接マーク検出器50は、第４図に示されるよう
に、ストリツプ10の上方に設置される投光器58と、スト
リツプ10の下方に設置される受光器60とから構成されて
いる。 前記溶接部移動距離検出器52は、第４図に示されるよ
うに位置検出ローラ62から構成されている。この位置検
出ローラ62は、揺動腕64の先端に回転自在に取付けられ
ている。前記揺動腕64にはバネ66が取付けられており、
このバネ66によつて前記位置検出ローラ62は常時下方に
押動され、ストリツプ10に弾発的に当接するように構成
されている。 前記移動手段56は、第６図に示されるように、前記移
動フレーム46に連結されている探触子位置決め部材68
と、この探触子位置決め部材68に形成されている雌ねじ
部70に螺合し、この雌ねじ部70を介して探触子位置決め
部材68をストリツプ10、11の長手方向に移動するリード
スクリユー軸72と、このリードスクリユー軸72を歯車7
4、76を介し回転駆動するサーボモータ78とから構成さ
れている。 前記サーボモータ78は、フイードバツク制御用の角度
計80とサーボアンプ82とを備えている。前記角度計80の
出力信号は前記計算機54からの制御信号と比較され、こ
の出力信号はサーボアンプ82によつてサーボモータ78の
指令電圧に変換されるようにされている。 次に、本実施例の作用を説明する。 まず、第２図に示されるように、先行ストリツプ10と
後行ストリツプ11とが溶接機30で溶接されると、この溶
接部12はストリツプ巻取り装置31により、本発明に係る
ストリツプ溶接強度測定装置100の超音波探傷器15の探
傷測定所定位置に位置するように送られる。この溶接部
12の位置決めは前記溶接部位置決め手段22により行われ
る。 即ち、先ず、第５図に示されるように、先行ストリツ
プ10の後端部に形成された溶接マーク48を前記溶接マー
ク検出器50により検出して、この検出信号に基づき前記
巻取り装置に停止信号と溶接部移動検出器52に測定開始
信号を出力する。 前記溶接部移動距離検出器52は測定開始信号により、
前記位置検出ローラ62に内蔵された角度計の出力に基づ
いて溶接部12の移動距離ｘを測定する。 なお、溶接部移動検出器52はラインロールに取付けた
パルスジエネレータにより構成することもできる。 次に、前記計算機54によつて溶接部12と探傷測定所定
位置との位置関係を示す距離Ｌ−（ｘ−ｌ）を求める。
具体的には、前記溶接部移動距離検出器52により検出さ
れたストリツプ移動量ｘから溶接部12と溶接マーク48と
の距離ｌを差し引いたｌ−ｘを、溶接マーク検出器50と
超音波探傷器18との距離Ｌから差し引くことで、溶接部
12と探傷測定所定位置との位置関係を示す距離Ｌ−（ｘ
−ｌ）を計算する。 この距離Ｌ−（ｘ−ｌ）に相当する位置決め制御信号
は移動手段56に出力される。 移動手段56においては、第６図に示されるように、前
記位置決め制御信号と前記角度計80の出力信号とを比較
して、超音波探傷器18の探傷測定所定位置と溶接部12と
が合致するように、探触子位置決め部材68を移動するよ
うサーボモータ78を回転制御する。これにより、溶接部
12に超音波探傷器18の探傷測定所定位置を位置させるこ
とができる。 超音波探傷器18の位置決め終了後、固定手段24が作動
する。即ち、押えフレーム36とコイルガイド38が、上シ
リンダ40及び下シリンダ42により、ストリツプ10、11を
挟持するように移動する。 このストリツプ10、11の固定手段24による挟持に際し
て、前記押えフレーム36が下方に押動するとき、該押え
フレーム36に取付けられている送信探触子14、受信探触
子16がストリツプ10、11に接触する前に、前記給液管20
により接触媒質が溶接部12近傍のストリツプ10、11表面
に噴射される。従つて、接触媒質を介して超音波探傷器
18の送信探触子14及び受信探触子16はストリツプ10、11
と接触することになる。このように、接触媒質を介して
超音波探傷器18とストリツプ10、11とを接触させている
のは、超音波Ｗがストリツプ10、11内を通過し易くする
ためである。 このようにしてストリツプ10、11が固定され、該スト
リツプ10、11に接触媒質を介して超音波探傷器18が接触
されると、超音波探傷が開始される。 この超音波探傷は以下のような手順により行われる。
まず、第３図に示されるように、送信探触子14から超音
波Ｗを送信すると、先行ストリツプ10、溶接部12、後行
ストリツプ11を経て超音波Ｗは受信探触子16に伝搬され
る。このとき、溶接部12の溶接仕上がりの良、不良によ
つて、受信探触子16における受信波のエコーレベルに変
化が現われる。このため、このエコーレベルに基づき、
溶接の良、不良を判断することができる。即ち、受信波
のエコー高さが高ければ、溶接は良く施工されていると
言えるし、受信波のエコー高さが低ければ溶接は欠陥を
有しており、しかも、このエコー高さが低ければ低いほ
ど溶接部12の欠陥が大きく破断の可能性が高くなる。従
つて、予めエコー高さと各溶接部の破断強度との関係を
求めておき、この関係から前記エコーレベルに基づき溶
接部12の良、不良を判定することができる。 第７図及び第８図に、溶接部12の溶接が良い場合と不
良の場合との送信波Ｔと受信波R1、R2の実験例をCRT表
示させたものを示す。 第７図は溶接部12が良の場合を示す。この場合には、
受信波R1のエコー高さh1が送信波Ｔのエコー高さh0に近
い値を示し、溶接部12に欠陥が無く、良好な溶接が行な
われたことが分る。 これに対し、第８図は溶接不良の場合を示す。この場
合には、受信波R2のエコー高さh2が送信波Ｔのエコー高
さh0よりも小さい値となり、溶接部12に欠陥が生じてい
ることが分る。 従つて、経験的に溶接不良の場合の受信波R2のエコー
高さh2の値と破断強度との関係を求めておけば、受信波
R2のエコー高さh2の値を判定することにより、溶接部12
が破断するか否かの判定が可能になる。 以上説明した本実施例におけるストリツプ溶接強度の
測定手順を第９図に示す。 この第９図においては、ステツプ100においてプログ
ラムが開始し、ステツプ102において信号待ちの状態と
なる。この信号待ちの状態時に、探傷開始信号及びコイ
ルの使用信号が出力されると、ステツプ104に進む。 ステツプ104においては、溶接部の位置検出を行う。 次にステツプ106に進み、超音波探傷器18の位置決め
を行う。 次にステツプ108に進み、破断判断基準負荷測定のた
めの探触子14、16を決定する。 次にステツプ110に進み、前記探触子14、16を下降さ
せると共に、前記コイルガイド38を上昇させる。又、前
記探触子14、16の下降に伴い接触媒質を給液管20から噴
射する。 次にステツプ112に進み、溶接部12を探傷する。 次にステツプ114に進み、前記ステツプ112における溶
接部探傷結果に基づき入力された破断判断基準から溶接
部12の破断の恐れがあるか否かを判定する。このステツ
プ114において破断の恐れがあると判定される場合に
は、ステツプ116に進み、警報を発振すると同時に再溶
接のための制御信号を図示省略のライン運転装置に出力
する。 次にステツプ118に進み、探傷装置を初期位置に復帰
する。 次に、前出ステツプ102に戻り、信号待ちの状態とな
る。 又、前出ステツプ114において、溶接部12の破断の恐
れが無いと判定される場合には、ステツプ120に進む。 ステツプ120においては、溶接部良の信号と探傷結果
とをライン運転装置に出力する。 次に、前出ステツプ118に進み、探傷装置を初期位置
に復帰する。 以下、ステツプ102〜120を循環処理することにより、
溶接部12の溶接強度をオンラインにて短時間にて評価す
ることができる。これにより、溶接不良に起因する突発
的なコイル破断事故を防止することができる。 本実施例によれば、超音波探傷器18により直接的に溶
接部12の溶接欠陥を検出するため、従来の如く、溶接時
の電流分布に基づき、溶接強度を判定するものに比較し
て、その測定精度を向上することができる。 又、超音波探傷器18は、送信探触子14と受信探触子16
とから構成される二探触子式とされるため、入射波Ｔ及
び反射波Ｒとをそれぞれの探触子により検出することが
できるため、１探触子法に比較してエコーレベルがノイ
ズの少ない安全側において得られるため、信頼性を向上
することができる。 又、送信探触子14と受信探触子16とが対となり、溶接
部12に沿つて、ストリツプ10、11の幅方向に複数対配置
されているので、溶接欠陥の検出を、ストリツプ幅方向
に洩れがなく、且つ、迅速に行うことができる。 特に、本実施例においては、固定手段24の押えフレー
ム36に支持棒32及びコイルバネ34を介して送信探触子14
及び受信探触子16が弾発的に取付けられることにより、
ストリツプ10、11の固定と同時にこれら各探触子14、16
をストリツプ10、11に接触する状態に、迅速、確実にセ
ツトすることができる。 又、前記押えフレーム36内には前記超音波探傷器18が
接触する溶接部12近傍のストリツプ10、11表面上に接触
媒体を噴射する給液管20が設けられることにより、超音
波Ｗの通過を容易として、溶接部欠陥の検出精度を向上
することができる。 なお、前記実施例において、溶接部位置決め手段22
は、溶接マーク検出器50と、溶接部移動距離検出器52
と、計算機54と、移動手段56とから構成されたものであ
るが、本発明はこれに限定されることなく、溶接部12と
超音波探傷器18の探傷測定所定位置とを正確に合致させ
ることができるものであれば、他の移動手段により構成
するものとしてもよい。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 9, a preceding strip 10 and a following strip which are continuous by welding are used.
In a strip welding strength measuring apparatus for measuring the strength of a welded portion 11 online, a transmission probe 14 is provided on one side in a strip moving direction, and a reception probe 16 is provided on the other side in the strip moving direction with the welded portion 12 interposed therebetween. Two probe type ultrasonic flaw detector 18 to be arranged
Then, the liquid supply pipe 20 for injecting the couplant to the strips 10 and 11 near the ultrasonic flaw detector 18 and the ultrasonic flaw detector 18 are moved so that the welding portion 12, the transmission probe 14 and the reception A welding portion positioning means 22 for matching a predetermined position of the flaw detection measurement between the probes 16, a fixing means 24 for fixing the strips 10, 11 near the welding portion 12 after the positioning by the welding portion positioning means 22, A control device 26 for determining the breakage of the welded portion 12 based on an output signal from the probe type ultrasonic flaw detector 18 (not shown), and controlling the positioning device 22 and the fixing device 24; Ultrasonic flaw detector 18, liquid supply pipe 20,
It comprises a main frame 28 having a generally inverted U-shape into which the welding portion positioning means 22 and the fixing means 24 are incorporated. The symbol W in the figure is an ultrasonic wave transmitted from the transmission probe 14, 27 is a cooler for cooling the control device 26, and 29 is a device for preventing damage to each device attached to the main frame 28. Are shown below. As shown in FIG. 1, the ultrasonic flaw detector 18 includes a large number of transmission probes 14 and reception probes 16, and is attached to a holding frame 36 of the fixing means 24, which will be described later. ing. Specifically, a large number of transmission probes 14 are arranged in a row at a predetermined pitch in the strip width direction in the holding frame 36 along the welded portion 12. Similarly to the transmission probe 14, a large number of reception probes 16 are also arranged in a row at a predetermined pitch in the strip width direction in the holding frame 36 along the welded portion 12. The individual transmission probes 14 and reception probes 16 are paired in the strip longitudinal direction. As shown in FIG. 3, each of the probes 14, 16 is movably supported in a vertical direction within a holding frame 36 by a support rod 32, and is pushed downward by a coil spring 34. It is configured as follows. The liquid supply pipe 20 is attached to the holding frame 36 such that its injection nozzle is located between the side wall 36a of the holding frame 36 and the transmission probe 14 and the reception probe 16. As shown in FIG. 1, the fixing means 24 includes a holding frame 36 which can be moved vertically in the upper part of the strips 10 and 11, and a vertically movable part below the strips 10 and 11. And the coil guide 38 which pushes down the holding frame 36 and
The upper cylinder 40 and the lower cylinder 42 for pressing the strip 38 upward and holding the strips 10 and 11 from above and below by the holding frame 36 and the coil guide 38, and the holding frame 36 and the coil guide 38 in the vertical direction. And a moving frame 46 having a guide section 44 for guiding. The holding frame 36 and the coil guide 38 are formed in a groove shape in cross section, as shown in FIG. The upper cylinder 40 and the lower cylinder 42 are attached to the moving frame 46. As shown in FIGS. 4 to 6, the welding portion positioning means 22 includes a strip transport device (not shown) for transporting the strips 10 and 11, and a welding portion moving distance for detecting the moving distance of the welding portion 12. A detector 52 and a welding mark 48 corresponding to the welding portion 12 are detected, and a stop signal is output to a transport device (not shown) of the strips 10 and 11, and a measurement start signal is output to the welding portion moving distance detector 52. Weld mark detector 50
And the output signal of the welding movement distance detector 52, the welding portion
12 and the distance 1 between the welding mark 48 and the welding mark detector 50
And a computer 54 for calculating a distance between the welding portion 12 and a predetermined position of the flaw detection measurement between the transmitting probe 14 and the receiving probe 16 based on each of the distances L of the two-probe ultrasonic flaw detector 18.
And a moving means 56 for moving the ultrasonic flaw detector 18 so that the predetermined position of the flaw detection measurement of the ultrasonic flaw detector 18 is located at the welding portion 12 based on the output signal of the calculator 54. The computer 54 is incorporated in the control device 26. As shown in FIG. 4, the welding mark 48 is formed by a mark hole formed in a position near the welded portion 12 of the preceding strip 10. As shown in FIG. 4, the welding mark detector 50 includes a light emitter 58 installed above the strip 10, and a light receiver 60 installed below the strip 10. The welded moving distance detector 52 comprises a position detecting roller 62 as shown in FIG. The position detection roller 62 is rotatably attached to the tip of the swing arm 64. A spring 66 is attached to the swing arm 64,
The position detecting roller 62 is constantly pushed downward by the spring 66, and is configured to resiliently abut the strip 10. The moving means 56 includes a probe positioning member 68 connected to the moving frame 46 as shown in FIG.
And a lead screw shaft that is screwed into a female screw portion 70 formed on the probe positioning member 68 and moves the probe positioning member 68 in the longitudinal direction of the strips 10 and 11 via the female screw portion 70. 72 and this lead screw shaft 72 with gear 7
And a servo motor 78 which is driven to rotate through the steps 4 and 76. The servo motor 78 includes an angle meter 80 for feedback control and a servo amplifier 82. The output signal of the goniometer 80 is compared with a control signal from the computer 54, and this output signal is converted into a command voltage of a servomotor 78 by a servo amplifier 82. Next, the operation of the present embodiment will be described. First, as shown in FIG. 2, when the leading strip 10 and the trailing strip 11 are welded by the welding machine 30, the welded portion 12 is measured by the strip winding device 31 to measure the strip welding strength according to the present invention. The ultrasonic flaw detector 15 of the device 100 is sent so as to be located at a predetermined position for flaw detection measurement. This weld
The positioning of 12 is performed by the welding portion positioning means 22. That is, first, as shown in FIG. 5, the welding mark 48 formed at the rear end of the preceding strip 10 is detected by the welding mark detector 50, and based on this detection signal, the welding device stops at the winding device. A signal and a measurement start signal are output to the weld movement detector 52. The welding portion movement distance detector 52 receives a measurement start signal,
The movement distance x of the welding portion 12 is measured based on the output of a goniometer built in the position detection roller 62. The weld movement detector 52 may be constituted by a pulse generator attached to a line roll. Next, a distance L- (xl) indicating the positional relationship between the welded portion 12 and the predetermined position for flaw detection measurement is obtained by the computer 54.
More specifically, 1−x obtained by subtracting the distance 1 between the welding portion 12 and the welding mark 48 from the strip moving amount x detected by the welding portion moving distance detector 52 is used as the welding mark detector 50 and the ultrasonic flaw detection. By subtracting from the distance L to the
The distance L- (x
-L) is calculated. The positioning control signal corresponding to the distance L- (xl) is output to the moving means 56. In the moving means 56, as shown in FIG. 6, the positioning control signal is compared with the output signal of the goniometer 80, and the predetermined position of the flaw detection measurement of the ultrasonic flaw detector 18 matches the welding portion 12. In order to move the probe positioning member 68, the rotation of the servo motor 78 is controlled. This allows the weld
A predetermined position for the flaw detection measurement of the ultrasonic flaw detector 18 can be located at 12. After the positioning of the ultrasonic flaw detector 18, the fixing means 24 operates. That is, the holding frame 36 and the coil guide 38 are moved by the upper cylinder 40 and the lower cylinder 42 so as to sandwich the strips 10 and 11. When the holding frame 36 is pressed downward when the strips 10 and 11 are pinched by the fixing means 24, the transmitting probe 14 and the receiving probe 16 attached to the holding frame 36 are moved to the strips 10 and 11 respectively. Before contacting the
As a result, the couplant is sprayed onto the surfaces of the strips 10 and 11 near the weld 12. Therefore, the ultrasonic flaw detector through the couplant
The 18 transmitting probes 14 and the receiving probe 16 are strips 10 and 11.
Will come into contact with. The reason why the ultrasonic flaw detector 18 and the strips 10 and 11 are brought into contact with each other through the couplant is to make it easier for the ultrasonic waves W to pass through the strips 10 and 11. When the strips 10 and 11 are fixed in this way and the strips 10 and 11 are brought into contact with the ultrasonic flaw detector 18 via the couplant, ultrasonic flaw detection is started. This ultrasonic flaw detection is performed according to the following procedure.
First, as shown in FIG. 3, when an ultrasonic wave W is transmitted from the transmission probe 14, the ultrasonic wave W is propagated to the reception probe 16 via the preceding strip 10, the welding portion 12, and the following strip 11. You. At this time, a change in the echo level of the reception wave at the reception probe 16 appears due to the quality of the welding finish of the welded portion 12 or the defect. Therefore, based on this echo level,
Good or bad welding can be determined. That is, if the echo height of the received wave is high, it can be said that the welding is performed well, and if the echo height of the received wave is low, the welding has a defect, and if the echo height is low, The lower the value, the greater the defect in the welded portion 12 and the higher the possibility of fracture. Therefore, the relationship between the echo height and the rupture strength of each weld is determined in advance, and from this relationship, the quality of the weld 12 can be determined based on the echo level. 7 and 8 show CRT displays of experimental examples of the transmission wave T and the reception waves R1 and R2 in the case where the welding of the welding portion 12 is good and the case where the welding is bad. FIG. 7 shows a case where the welded portion 12 is good. In this case,
Echo height h 1 of the received wave R1 represents a value close to the echo height h 0 of the transmitted wave T, no defects in the weld 12, it can be seen that excellent welding is performed. On the other hand, FIG. 8 shows the case of poor welding. In this case, the echo height h 2 of the received wave R2 is an echo smaller than the height h 0 of the transmitted wave T, it can be seen that the defect occurs in the weld 12. Accordance connexion, if obtained relation between the value and the breaking strength of the echo height h 2 of the received wave R2 when empirically welding defects, the reception wave
By determining the echo height value h 2 of the R2, the weld 12
It is possible to determine whether or not is broken. FIG. 9 shows the procedure for measuring the strip welding strength in the present embodiment described above. In FIG. 9, the program starts at step 100 and waits for a signal at step 102. When the flaw detection start signal and the coil use signal are output in the signal waiting state, the process proceeds to step 104. In step 104, the position of the weld is detected. Next, proceeding to step 106, the ultrasonic flaw detector 18 is positioned. Next, the routine proceeds to step 108, where the probes 14, 16 for measuring the load for judging the fracture are determined. Next, proceeding to step 110, the probes 14, 16 are lowered, and the coil guide 38 is raised. Further, the couplant is injected from the liquid supply pipe 20 as the probes 14 and 16 descend. Next, proceeding to step 112, the welded portion 12 is detected. Next, the routine proceeds to step 114, where it is determined whether or not there is a risk of breakage of the welded portion 12 based on the input fracture determination standard based on the result of the flaw detection in step 112. If it is determined in step 114 that there is a risk of breakage, the process proceeds to step 116, in which an alarm is generated and, at the same time, a control signal for re-welding is output to a line operating device (not shown). Next, proceeding to step 118, the flaw detector is returned to the initial position. Next, the process returns to the aforementioned step 102, and the apparatus enters a signal waiting state. If it is determined in step 114 that there is no risk of breakage of the welded portion 12, the process proceeds to step 120. In step 120, a signal indicating a good weld and a flaw detection result are output to the line operation device. Next, the process proceeds to the aforementioned step 118, and the flaw detector is returned to the initial position. Hereinafter, by circulating steps 102 to 120,
The welding strength of the welded portion 12 can be evaluated online in a short time. As a result, a sudden coil breakage accident caused by poor welding can be prevented. According to the present embodiment, in order to directly detect the welding defect of the welded portion 12 by the ultrasonic flaw detector 18, as compared with a conventional one that determines the welding strength based on the current distribution during welding, The measurement accuracy can be improved. Further, the ultrasonic flaw detector 18 includes a transmission probe 14 and a reception probe 16.
, And the incident wave T and the reflected wave R can be detected by the respective probes, so that the echo level is lower than that of the single probe method. Since it can be obtained on the safe side with less noise, the reliability can be improved. Further, since the transmission probe 14 and the reception probe 16 are paired and arranged in a plurality of pairs along the welding portion 12 in the width direction of the strips 10 and 11, the detection of welding defects is performed in the strip width direction. Can be performed promptly without leakage. In particular, in the present embodiment, the transmitting probe 14 is attached to the holding frame 36 of the fixing means 24 via the support rod 32 and the coil spring 34.
And the receiving probe 16 is resiliently attached,
At the same time when the strips 10 and 11 are fixed,
Can be quickly and reliably set in a state of contact with the strips 10 and 11. Further, in the holding frame 36, there is provided a liquid supply pipe 20 for spraying a contact medium on the surfaces of the strips 10 and 11 near the welded portion 12 with which the ultrasonic flaw detector 18 contacts, so that the ultrasonic wave W can pass therethrough. And the accuracy of detecting a weld defect can be improved. In the above embodiment, the welding portion positioning means 22
Are a weld mark detector 50 and a weld moving distance detector 52
, A calculator 54, and a moving means 56, but the present invention is not limited to this, and accurately matches the welded part 12 with the predetermined position of the flaw detection measurement of the ultrasonic flaw detector 18. If possible, it may be constituted by other moving means.
以上説明した通り、本発明によれば、ストリツプの溶
接部の良否をオンラインで且つ全自動で測定することが
でき、しかも、その測定精度を向上させるための接触媒
体を、所要個所に確実に噴射することができる等の優れ
た効果を有する。これにより、ストリツプが破断される
と判定された場合には再度溶接部を溶接することによ
り、連続ラインのストリツプ破断に基づく突発的なライ
ン停止が避けられ、生産性を向上することができる。As described above, according to the present invention, the quality of a strip weld can be measured online and fully automatically, and a contact medium for improving the measurement accuracy can be reliably injected to a required location. It has an excellent effect that it can be performed. Thus, when it is determined that the strip is broken, the welded portion is again welded, so that a sudden line stop due to the strip break of the continuous line can be avoided, and the productivity can be improved.
第１図は、本発明に係るストリツプ溶接強度測定装置の
実施例を示す一部切り欠いた斜視図、第２図は、同実施
例におけるライン構成を示す側面図、第３図は、同実施
例における超音波探傷器及び押えフレームを拡大して示
す断面図、第４図は、同実施例における溶接部位置決め
手段の溶接マーク検出器及び溶接部移動距離検出器を示
す、一部ブロツク線図を含む断面図、第５図は、同実施
例における超音波探傷器と溶接部との位置決め動作を説
明するための一部ブロツク線図を含む側面図、第６図
は、同実施例における溶接部位置決め手段の移動手段を
示す一部ブロツク線図を含む正面図、第７図は、同実施
例における溶接部良の場合の送信波及び受信波のエコー
高さの一例を示す線図、第８図は、同実施例における、
溶接部不良の場合の送信波及び受信波のエコー高さを示
す線図、第９図は、同実施例におけるストリツプ溶接強
度測定手順を示す流れ図、第10図は、従来の連続ライン
の一例を示す側面図である。 Ｗ……超音波、 10、11……ストリツプ、 12……溶接部、 14、16……探触子、 18……超音波探傷器、 20……給液管、 22……溶接部位置決め手段、 24……固定手段、 26……判定手段、 50……溶接マーク検出器、 52……溶接部移動距離検出器、 54……計算機、 56……移動手段。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an embodiment of a strip welding strength measuring apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a side view showing a line configuration in the embodiment, and FIG. FIG. 4 is an enlarged sectional view showing an ultrasonic flaw detector and a holding frame in the example, and FIG. 4 is a partial block diagram showing a welding mark detector and a welding part moving distance detector of welding part positioning means in the embodiment. FIG. 5 is a side view including a partial block diagram for explaining the positioning operation between the ultrasonic flaw detector and the welded portion in the embodiment, and FIG. 6 is a welding diagram in the embodiment. FIG. 7 is a front view including a partial block diagram showing the moving means of the part positioning means, and FIG. 7 is a diagram showing an example of the echo heights of the transmission wave and the reception wave in the case of a good weld in the embodiment. FIG. 8 shows that
FIG. 9 is a diagram showing the echo heights of the transmitted wave and the received wave in the case of a defective weld, FIG. 9 is a flowchart showing the procedure for measuring the strip welding strength in the embodiment, and FIG. 10 is an example of a conventional continuous line. FIG. W: Ultrasonic, 10, 11, Strip, 12: Weld, 14, 16, Probe, 18: Ultrasonic flaw detector, 20: Liquid supply pipe, 22: Positioning means for weld , 24: fixing means, 26: judgment means, 50: welding mark detector, 52: welding part moving distance detector, 54: calculator, 56: moving means.
フロントページの続き (72)発明者 太田 智之 倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 稲満 広志 土浦市神立町650番地 日立建機株式会 社土浦工場内 (72)発明者 池田 利道 土浦市神立町650番地 日立建機株式会 社土浦工場内 (72)発明者 山口 武 土浦市神立町650番地 日立建機株式会 社土浦工場内 (72)発明者 島 忠夫 土浦市神立町650番地 日立建機株式会 社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭60−29661（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−146686（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−32434（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭63−53505（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平５−69186（ＪＰ，Ｂ２)Continued on the front page (72) Inventor Tomoyuki Ota 1-chome, Mizushima-Kawasaki-dori, Kurashiki-shi (No address) Inside Mizushima Works of Kawasaki Steel Corporation (72) Inventor Hiroshi Inama 650, Kandamachi, Tsuchiura-shi Tsuchiura Plant, Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. (72) Inventor Toshimichi Ikeda 650, Kandamachi, Tsuchiura-shi Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Tadao Shima 650 Kandate-cho, Tsuchiura City Inside the Tsuchiura Plant of Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. (56) Reference JP-A-60-29661 (JP, A) JP-A-54-146686 (JP, A) 32434 (JP, B2) JP-B 63-53505 (JP, B2) JP-B 5-69186 (JP, B2)
Claims (2)
連続されるストリツプの溶接部強度を測定するストリツ
プ溶接強度測定装置において、 ストリツプ移動方向の一方側に配置される送信探触子
と、他方側に前記送信探触子と対向して配置される受信
探触子とを一対として、ストリツプ幅方向に複数対設け
てなる二探触子式超音波探傷器と、 この超音波探傷器近傍のストリツプに接触媒質を噴射す
る給液管と、 前記溶接部若しくは超音波探傷器の少なくとも一方を移
動させて、前記溶接部と前記送信探触子及び受信探触子
の間の探傷測定所定位置とを一致させる溶接部位置決め
手段と、 この溶接部位置決め手段による位置決め後に溶接部近傍
のストリツプを固定する固定手段と、 前記二探触子式超音波探傷器からの出力信号に基づいて
溶接部の破断を判定する判定手段と、 を有してなり、前記固定手段が前記ストリツプを固定す
るとき、前記送信探触子及び受信探触子が前記溶接部の
両側に接触し、且つ前記供給管先端が、前記送信探触子
及び受信探触子近傍に位置するように、前記送信探触
子、受信探触子、及び、供給管を前記固定手段に支持し
たことを特徴とするストリツプ溶接強度測定装置。A strip welding strength measuring apparatus for measuring the strength of a weld portion of a strip which is continuous in a longitudinal direction by welding in a strip width direction, comprising: a transmitting probe arranged on one side in a strip moving direction; A two-probe ultrasonic flaw detector provided with a plurality of pairs in the strip width direction with a pair of a reception probe disposed opposite to the transmission probe, and a strip near the ultrasonic flaw detector. A liquid supply pipe that injects a couplant into the pipe, and at least one of the welded part and the ultrasonic flaw detector is moved, and the flaw detection measurement predetermined position between the welded part and the transmission probe and the reception probe is moved. Welding part positioning means for matching, fixing means for fixing the strip near the welding part after positioning by the welding part positioning means, and based on the output signal from the two-probe ultrasonic flaw detector. Determining means for determining the breakage of the contact portion, wherein when the fixing means fixes the strip, the transmitting probe and the receiving probe contact both sides of the welded portion, and A strip wherein the transmission probe, the reception probe, and the supply pipe are supported by the fixing means such that the supply pipe tip is located near the transmission probe and the reception probe. Welding strength measuring device.
と、 前記溶接部に対応する溶接マークを検出し、前記ストリ
ツプ搬送装置に停止信号と、前記溶接部移動距離検出器
に測定開始信号とを出力する溶接マーク検出器と、 前記溶接部移動距離検出器の出力信号、前記溶接部及び
溶接マークの距離、前記溶接マーク検出器及び前記二探
触子式超音波探傷器の距離それぞれに基づき、前記溶接
部と前記送信探触子及び受信探触子の間の探傷測定所定
位置との距離を求める計算機と、 この計算機の出力信号に基づき前記溶接部に超音波探傷
器の探傷測定所定位置を位置させるように該超音波探傷
器を移動させる移動手段と、 を有してなる特許請求の範囲第１項記載のストリツプ溶
接強度測定装置。2. A welding apparatus according to claim 1, wherein said welding portion positioning means comprises: a strip transport device for transporting said strip; a welding portion travel distance detector for detecting a travel distance of said weld portion; and a welding mark corresponding to said weld portion. A welding mark detector that outputs a stop signal to the strip transport device and a measurement start signal to the welding portion movement distance detector, an output signal of the welding portion movement distance detector, and a distance between the welding portion and the welding mark. A calculator that calculates a distance between the welding portion and a predetermined position of the flaw detection measurement between the transmission probe and the reception probe based on each of the distance between the welding mark detector and the two-probe ultrasonic flaw detector. And moving means for moving the ultrasonic flaw detector so as to locate a predetermined position of the flaw detection measurement of the ultrasonic flaw detector at the welded portion based on an output signal of the computer. It strips welding strength measuring device 囲第 preceding claim.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62011954A JP2598398B2 (en) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | Strip welding strength measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP62011954A JP2598398B2 (en) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | Strip welding strength measuring device |
Publications (2)
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| JPS63180853A JPS63180853A (en) | 1988-07-25 |
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Family
ID=11792015
Family Applications (1)
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| JP62011954A Expired - Fee Related JP2598398B2 (en) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | Strip welding strength measuring device |
Country Status (1)
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Families Citing this family (2)
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Family Cites Families (3)
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1987
- 1987-01-21 JP JP62011954A patent/JP2598398B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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| JPS63180853A (en) | 1988-07-25 |
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