JP5955797B2

JP5955797B2 - 溶接部検査方法及び溶接部検査装置

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Publication number: JP5955797B2
Application number: JP2013054634A
Authority: JP
Inventors: 治久後藤; 石井　信行; 信行石井
Original assignee: JXTG Nippon Oil and Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2033-03-18
Also published as: JP2014181917A

Description

本発明は、溶接部検査方法及び溶接部検査装置に係り、例えば、原油タンクの底板等の溶接個所の検査方法および検査装置に関する。

原油タンクは、炭素鋼等の金属材料の板材を溶接することによって形成されている。例えば、円筒状に形成される。原油タンクの直径は例えば１００ｍにも及び、原油タンクの底板は、膨大な数の板材が隙間なく重ね溶接されている。例えば、板材同士を重ねて一方の端部と他方の表面との間に隅肉溶接をおこなっている。よって、かかる板材同士の溶接部の数や、各板の溶接部を合計した長さも膨大な長さになる。かかる原油タンクは、定期的にメンテナンスが要求されるが、メンテナンスの際には、原油が抜かれた真っ暗なタンク内に、作業員が入ってライトを照らしながら目視により溶接個所の点検を行っていた。点検は、例えば、隅肉溶接ののど厚を測定することが行われていた。しかしながら、目視でのど厚を測定することは困難であるので、溶接部の脚長等を測定して、そこから断面の型ゲージ等にあてて、のど厚を計算により求めるものであった。これらの作業を膨大な長さの溶接部に対して、作業員が目視での測定と型紙等にあててののど厚計算とを随時行う労力は計り知れないものであった。そのため、メンテナンスの際には、もっと簡易な作業で検査ができることが望ましい。このように、原油タンクに代表される例えば板材同士を重ねて隅肉溶接をおこなった検査対象に対して、簡易な作業で溶接部の検査を行うことができる手法が望まれている。

ここで、隅肉溶接ののど厚測定に関して、横板と横板の裏面側に配置された立板とを隅肉溶接して、横板の表面側からフェイズトアレイ探触子で走査して、隅肉溶接部ののど厚値を測定する手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。かかる手法では、横板と立板とを隅肉溶接したものを対象としているので、原油タンクの底板とは構造が異なるものである。また、かかる手法の場合、効率良く超音波を被検出部へ伝搬させるために、探触子にグリースを塗布する必要があり、作業操作性が悪いことが問題である。そして、かかる手法は非溶接材の裏面から測定する。よって、かかる手法は、原油タンクの底板の点検には適さないと考えられる。

特開２００７−１４７５４８号公報

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、被溶接材同士を隅肉溶接した検査対象に対して、簡易な作業で溶接部の検査を行うことが可能な方法および装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の溶接部検査方法は、
第１と第２の被溶接材の一部同士を重ねて隅肉溶接した溶接部を挟んで、第１の被溶接材に振動体を配置し、第２の被溶接材にセンサを配置した状態で、振動体を用いて、第１の被溶接材における前記溶接部とは異なる位置に衝撃を加える工程と、
センサを用いて、衝撃によって第１の被溶接材から溶接部を介して第２の被溶接材に伝搬した衝撃波の振動強度を前記第２の被溶接材における前記溶接部とは異なる位置にて測定する工程と、
隅肉溶接の溶接部の検査パラメータを可変にして予め実験により得られた振動強度のピーク電圧と前記隅肉溶接の溶接部の前記検査パラメータとの相関関係と、測定された振動強度のピーク電圧とを用いて、溶接部の検査パラメータを演算する工程と、
を備えたことを特徴とする。

かかる構成によれば、衝撃波の振動強度を測定することで、溶接部の検査パラメータを演算可能となる。

また、検査パラメータとして、のど厚を用いると好適である。

また、測定された振動強度のピーク電圧を用いて、検査パラメータは演算されると好適である。

また、振動体は、第１の被溶接材に１回の衝撃を加え、
衝撃波の振動強度は、１回の衝撃によって伝搬した衝撃波の振動強度が測定されると好適である。

本発明の一態様の溶接部検査装置は、
一部同士を重ねて隅肉溶接された第１と第２の被溶接材のうち、第１の被溶接材における前記隅肉溶接された溶接部とは異なる位置に衝撃を加える振動体と、
衝撃によって第１の被溶接材から溶接部を介して第２の被溶接材に伝搬した衝撃波の振動強度を前記第２の被溶接材における前記溶接部とは異なる位置にて測定するセンサと、
隅肉溶接の溶接部の検査パラメータを可変にして予め実験により得られた振動強度のピーク電圧と前記隅肉溶接の溶接部の前記検査パラメータとの相関関係と、測定された振動強度のピーク電圧とを用いて、溶接部の検査パラメータを演算する演算部と、
を備えたことを特徴とする。

また、テーブルと、
テーブルを支持する複数の脚と、
テーブルに形成された第１の開口部を通してテーブルのテーブル面と直交する方向に移動可能に配置された第１の軸と、
複数の脚によって支持されるテーブル面側の第１の軸の先端部と振動体とを、接合する角度が自由に変化可能に繋ぐ第１の自在継手と、
テーブルに形成された第２の開口部を通してテーブルのテーブル面と直交する方向に移動可能に配置された第２の軸と、
複数の脚によって支持されるテーブル面側の第２の軸の先端部とセンサとを、接合する角度が自由に変化可能に繋ぐ第２の自在継手と、
をさらに備えると好適である。

本発明の一態様によれば、被溶接材同士を隅肉溶接した検査対象に対して、簡易な作業で溶接部の検査を行うことができる。

実施の形態１における溶接部検査装置の装置構成の一例を示す概念図である。実施の形態１における溶接部検査装置の治具部の斜視図である。実施の形態１における制御回路の内部構成の一例を示す概念図である。実施の形態１における検査対象の一例を示す断面図である。実施の形態１における溶接部検査方法の要部工程を説明するためのフローチャート図である。実施の形態１における直流成分が含まれる衝撃波プロファイルの一例を示す図である。実施の形態１における衝撃波プロファイルの一例を示す図である。実施の形態１における試験片の断面の一例を示す図である。実施の形態１におけるピーク電圧とのど厚との相関データの一例を示すグラフである。実施の形態１におけるピーク電圧の演算方法の一例を説明するための概念図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における溶接部検査装置の装置構成の一例を示す概念図である。図１において、溶接部検査装置１００は、治具部１５０と制御部１６０とを備えている。

図２は、実施の形態１における溶接部検査装置の治具部の斜視図である。図１，２において、治具部１５０は、振動体１０、センサ１２、テーブル１４、軸部材（シャフト）１６，１８、自在継手（ユニバーサルカップリング）２０，２２、複数の脚２３，２４、複数の雄ネジ２５、複数の高さ調整ブロック２６、複数のローレットナット２８、ガイド３０，３２、及び抜け止め部材３４，３６を有している。

テーブル１４の裏面は、高さ固定の例えば２本の脚２３と、高さ調整可能な例えば２セットの脚２４及び雄ネジ２５の組み合わせによって支持される。例えば、テーブル１４の振動体１０が配置される側が高さ固定の例えば２本の脚２３によって支持される。逆に、テーブル１４のセンサ１２が配置される側が高さ調整可能な例えば２セットの脚２４及び雄ネジ２５の組み合わせによって支持される。脚２４は、脚２３より短く形成される。脚２４のテーブル１４側の端部には、雄ネジ２５が組み合わされる。そして、雄ネジ２５の先端にはローレットナット２８が配置され、ローレットナット２８により雄ネジ２５を回転させることができる。雄ネジ２５は、テーブル１４の裏面に固定された雌ねじが形成されている高さ調整ブロック２６を介して脚２４に接続される。よって、雄ネジ２５と高さ調整ブロック２６の雌ねじとがかみ合って、テーブル１４の裏面側に突き出る雄ネジ２５の長さを調整できる。

テーブル１４面の左右の領域には、それぞれ１つずつの計２つの貫通する開口部３１，３３が形成され、一方の開口部３１（第１の開口部）にはガイド３０が組み込まれる。他方の開口部３３（第２の開口部）にはガイド３２が組み込まれる。そして、テーブル１４に形成された開口部３１を通してテーブル１４のテーブル面と直交する方向にガイド３０によって移動可能に軸部材１６（第１の軸）が配置される。また、テーブル１４に形成された開口部３３を通してテーブル１４のテーブル面と直交する方向にガイド３２によって移動可能に軸部材１８（第２の軸）が配置される。ガイド３０，３２として、例えば、リニアガイドを用いると好適である。これにより、軸部材１６，１８はスムーズに上下方向に移動できる。或いは、ガイド３０，３２として、例えば、スライド軸受等であっても好適である。或いは、ガイド３０，３２を用いずに、軸部材１６が開口部３１側面を、軸部材１８が開口部３３側面を、それぞれスライドしてもよい。

軸部材１６の両先端部のうち、複数の脚２３，２４によって支持されるテーブル面（裏面）側の先端部と振動体１０とが、自在継手２０によって繋がれている。自在継手２０によって繋ぐことで、接合する角度が自由に変化可能にできる。振動体１０として、例えば、ソレノイド等を用いると好適である。軸部材１８の両先端部のうち、複数の脚２３，２４によって支持されるテーブル面（裏面）側の先端部とセンサ１２とが、自在継手２２によって繋がれている。自在継手２２によって繋ぐことで、接合する角度が自由に変化可能にできる。振動センサ１２は、例えば、１０Ｈｚ〜１５ｋＨｚの測定周波数を有するものが好適である。但し、これに限るものではない。振動体１０からの衝撃を測定可能な周波数帯を有していれば良い。また、例えば、１０００ｍＶ程度の測定レンジを有するものが好適である。また、振動体１０からの衝撃等によって軸部材１６がテーブル１４の開口部３１から抜けないように軸部材１６の他方の先端には、開口部３１或いはガイド３０の内径よりも外径が大きい抜け止め部材３４が配置される。同様に、軸部材１８の他方の先端には、開口部３３或いはガイド３２の内径よりも外径が大きい抜け止め部材３６が配置される。振動体１０とセンサ１２との中心間距離は、適宜設定すればよいが、溶接部５４の脚長よりも長い寸法であって、例えば、６０ｍｍ程度に設定される。

また、制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１１、インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路１１９、制御回路１２０、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０を有している。制御計算機１１０、メモリ１１１、Ｉ／Ｆ回路１１９、制御回路１２０、及び記憶装置１４０は、図示しないバスを介して互いに接続されている。

制御計算機１１０内には、測定部７０及びパラメータ演算部７２が配置される。測定部７０及びパラメータ演算部７２といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。制御計算機ユニット１１０内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ１１１に記憶される。また、測定部７０及びパラメータ演算部７２の少なくとも１つがソフトウェアで構成される場合には、ＣＰＵ或いはＧＰＵといった計算器が配置される。

図３は、実施の形態１における制御回路の内部構成の一例を示す概念図である。図３において、制御回路１２０内には、計算器ユニット１１２、直流成分除去回路１１４、アンプ１１６、及び駆動回路１１８を有している。計算器ユニット１１２内には、取得部８０、Ｔ_０演算部８２、Ｖ_０演算部８４、メモリ８６、及び制御部８８が配置される。取得部８０、Ｔ_０演算部８２、Ｖ_０演算部８４、及び制御部８８といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。計算器ユニット１１２内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ８６に記憶される。また、取得部８０、Ｔ_０演算部８２、Ｖ_０演算部８４、及び制御部８８の少なくとも１つがソフトウェアで構成される場合には、ＣＰＵ或いはＧＰＵといった計算器が配置される。

ここで、図１〜３では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。溶接部検査装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。

図４は、実施の形態１における検査対象の一例を示す断面図である。検査対象となる板材５０（第２の被溶接材）と板材５２（第１の被溶接材）は、重ねて、例えば、板材５２の端部と板材５０の表面との間で隅肉溶接されている。ここでは、例えば、炭素鋼の板材を用いている。但し、これに限るものではない。その他の溶接可能な金属材料であってもよい。また、例えば、縦１．２ｍ×横１ｍ×厚さ９ｍｍの材料を用いる。但し、これに限るものではない。縦横サイズや厚さはその他のサイズであってもよい。図４に示すように、隅肉溶接によって、板材５２と板材５０の結合部には、溶接部５４が形成される。実施の形態１では、溶接部５４の例えばのど厚Ｌ_１を溶接部５４の検査パラメータとして測定する。ここでは、例えば、板材５０表面と板材５２の端部側面との交点Ｏから板材５０表面に対して４５°の角度の溶接部５４の隅肉表面までの長さをのど厚として測定する。但し、のど厚の定義は、これに限るものではなく、例えば、溶接部５４の脚長Ｌ_２の０．７倍の値（或いは、脚長Ｌ_２を√２で割った値）をのど厚としてもよい。よって、検査パラメータとして、のど厚Ｌ_１の他に、例えば、溶接部５４の脚長Ｌ_２等を用いても好適である。図４の例では、溶接部５４の脚長Ｌ_２（底辺長さ）が高さ（板材５２の厚さ）よりも長くなるように溶接しているが、これに限るものではない。溶接強度が十分であれば、溶接部５４の断面が、設計上、直角２等辺三角形の形状になっても構わない。

かかる検査パラメータを測定するにあたって、まず、検査対象となる板材５０と板材５２に溶接部検査装置１００の治具部１５０を配置する。図１に示したように、板材５０，５２を隅肉溶接した溶接部５４を挟んで、板材５２表面上に振動体１０を配置する。そして、板材５０表面上にセンサ１２を配置する。かかる位置に合わせて、治具部１５０を配置する。図１の例では、板材５０表面上に２本の脚２３を載せる。そして、板材５０に板材５２を重ねたことで高さが高くなった板材５２表面上に２本の脚２４を載せる。そして、２本の脚２４側で高さ調整を行うことで、テーブル１４をできるだけ水平に配置する。振動体１０とセンサ１２は、溶接部５４の溶接線に対して、直交する方向に配置する。より好ましくは、溶接部５４の溶接線に対して、略線対称の位置になるように配置すると好適である。振動体１０と軸部材１６は自在継手２０によって繋がれているので、軸部材１６を固定しているテーブル１４が水平状態からずれても、振動体１０は板材５２に接触面積が広くなるように設置できる。言い換えれば、水平に設置できる。よって、加える衝撃値のムラ（誤差）を抑制できる。同様に、センサ１２と軸部材１８は自在継手２２によって繋がれているので、軸部材１８を固定しているテーブル１４が水平状態からずれても、センサ１２は板材５０に接触面積が広くなるように設置できる。よって、検出する振動強度の検出誤差を低減できる。

ここで、溶接線に対する振動体１０と振動センサ１２の位置関係による測定毎のばらつきを抑えるために、振動体１０と振動センサ１２の間に、図示しない線発光する光源或いは直線的に並ぶ複数の点光源から光線を溶接線と例えば板材５２との境目に対して照射しても好適である。また、振動体１０を駆動するための電源ケーブルと振動センサ１２の測定用ケーブルは、例えばテーブル１４に設けた図示しないコネクターから制御部１６０へと接続すると好適である。これにより、ケーブルを外せば、治具部１５０と制御部１６０とを別々に持ち運ぶことができる。

なお、図１の例では、下側の板材５２上に振動体１０を配置し、上側の板材５０上にセンサ１２を配置したが、これに限るものではない、配置位置は逆であってもよい。

図５は、実施の形態１における溶接部検査方法の要部工程を説明するためのフローチャート図である。図５において、コマンド送信工程（Ｓ１０２）と、衝撃印加工程（Ｓ１０４）と、振動強度測定工程（Ｓ１０６）と、直流成分除去工程（Ｓ１０８）と、衝撃波プロファイル取得工程（Ｓ１１０）と、ピーク時間演算工程（Ｓ１１２）と、ピーク電圧演算工程（Ｓ１１４）と、パラメータ演算工程（Ｓ１１６）という一連の工程を実施する。

コマンド送信工程（Ｓ１０２）として、測定部７０は、制御回路１２０に対して、測定開始コマンドを送信する。制御回路１２０内では、計算器ユニット１１２が測定開始コマンドを入力する。そして、計算器ユニット１１２内の制御部８８は、駆動回路１１８に対して、衝撃印加を指示する信号を出力する。

衝撃印加工程（Ｓ１０４）として、溶接部５４を挟んで板材５２に振動体１０を配置し、板材５０にセンサ１２を配置した状態で、駆動回路１１８は、振動体１０を駆動して、板材５２に衝撃を加える。駆動回路１１８は、測定開始の時刻０〜Ｔ１は０Ｖとし、その後の時刻Ｔ１〜Ｔ２に間に振動体１０が駆動する電圧を振動体１０に印加する。衝撃は、１回加えればよい。鉄板の音速を５９５０ｍ／ｓとすると、例えば１５ｋＨｚの波長が約４０ｃｍとなり、板材５０，５２の厚さや溶接部５３断面の外径寸法に対して十分長くなる。これにより溶接部全体を伝搬してきた波を検知できる。よって、１回の衝撃波で十分溶接部全体を伝搬してきた波を検知できる。但し、これに限るものではなく、複数回の衝撃を加えてもよい。但し、複数回の衝撃を加える場合には、１つ前の衝撃波が減衰した後に加えると好適である。また、振動体１０による衝撃荷重は、センサ１２によって数１００ｍＶ程度の振動強度が得られる程度が好適である。但し、これに限るものではない。センサの性能に応じて適宜設定してもよい。

振動強度測定工程（Ｓ１０６）として、センサ１２は、板材５２への衝撃によって板材５２から溶接部５４を介して板材５０に伝搬した衝撃波６０の振動強度を検出（測定）する。センサ１２は、上述した時刻Ｔ１〜Ｔ２の間の衝撃波の振動強度を検出する。これにより、時間のずれによる測定ミスを防止できる。センサ１２の検出結果は、アンプ１１６に出力され、増幅される。

直流成分除去工程（Ｓ１０８）として、直流成分除去回路１１４は、アンプ１１６の出力から直流成分を除去する。

図６は、実施の形態１における直流成分が含まれる衝撃波プロファイルの一例を示す図である。図６では、縦軸に振動強度、横軸に時間を示す。測定された衝撃波の振動強度には、バイアス成分（直流成分）が含まれている場合があり、図６の例では、衝撃波プロファイル全体が、１００ｍＶ程度シフトしている。そこで、直流成分除去回路１１４は、かかる直流成分を除去して、測定開始前の振動強度の値が触れていない状態を０に調整する。また、直流成分が含まれていない場合には、直流成分除去工程（Ｓ１０８）を省略してもよい。

衝撃波プロファイル取得工程（Ｓ１１０）として、取得部８０は、直流成分除去回路１１４から衝撃波プロファイルを取得する。

図７は、実施の形態１における衝撃波プロファイルの一例を示す図である。図７において、縦軸に振動強度、横軸に時間が示される。図７の例では、直流成分が除去された衝撃波プロファイルの一例が示されている。また、図７の例では、時刻Ｔ１を時間０として、時間軸を調整している。

ピーク時間演算工程（Ｓ１１２）として、Ｔ_０演算部８２は、測定開始（Ｔ１）時刻から測定された振動強度のピーク（最大値）Ａ時刻までの時間Ｔ_０を演算する。或いは、ある基準時刻からの時間を演算してもよい。ここでは、サンプリング周期で得られた、振動強度（電圧）の時系列データから、最大電圧の時刻（或いは測定開始（Ｔ１）時刻からの時間）を計算すればよい。

ピーク電圧演算工程（Ｓ１１４）として、Ｖ_０演算部８４は、時間Ｔ_０に対応する、測定された振動強度のピーク電圧Ｖ_０（最大電圧）を演算する。演算されたピーク電圧Ｖ_０は、制御計算機１１０に出力される。

図８は、実施の形態１における試験片の断面の一例を示す図である。検査に先だって、予め、ピーク電圧Ｖ_０と検査パラメータとの相関データを取得しておく。そのために、検査対象と同じ材料、同じ板厚、同じ板幅等で溶接部の検査パラメータを可変にした複数の試験片を用意する。図８の例では、検査パラメータとして、溶接部ののど厚を用いている。図８（ａ）では、板材５１ａと板材５３ａとを隅肉溶接した溶接部５５ａが直角三角形になる設計のど厚と実質的に同様な溶接を行った試験片の例を示している。図８（ｂ）では、板材５１ｂと板材５３ｂとを隅肉溶接した溶接部５５ｂの隅肉表面が凹んでいる（のど厚が設計のど厚よりも小さい）試験片の例を示している。図８（ｃ）では、板材５１ｃと板材５３ｃとを隅肉溶接した溶接部５５ｃの隅肉表面が凸に膨らんでいる（のど厚が設計のど厚よりも大きい）試験片の例を示している。図８に示すような、のど厚の値を可変にした複数の試験片を用意して、同様の衝撃を各試験片に加え、それぞれピーク電圧Ｖ_０を測定しておく。また、設置場所（固定方法）等の条件も検査対象に合わせておく。各試験片ののど厚の値は、断面から実測すればよい。

図９は、実施の形態１におけるピーク電圧とのど厚との相関データの一例を示すグラフである。図９において、縦軸に振動強度、横軸にのど厚を示している。のど厚の値を可変にした複数の試験片から得られたピーク電圧Ｖ_０をプロットして、測定点を近似して近似式を演算する。図９の例では、例えば、１次比例の近似式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を得る。そして、かかる近似式のデータをピーク電圧Ｖ_０と検査パラメータとの相関データとして、記憶装置１４０に格納しておく。

パラメータ値演算工程（Ｓ１１６）として、パラメータ演算部７２は、記憶装置１４０に格納された相関データ（例えば近似式、或いは近似式の係数）を読み出し、測定された振動強度を相関データ（例えば近似式）に代入して、溶接部５３ののど厚（検査パラメータの一例）を演算する。そして、演算結果は、Ｉ／Ｆ回路１１９を介して、図示しない表示装置（例えばモニタ）へ出力される。出力されたのど厚を用いて、溶接部５３の使用可否（安全性）を判定すればよい。

以上のように検査することで、被溶接材同士を隅肉溶接した検査対象に対して、簡易な作業で溶接部５３の検査を行うことができる。

図１０は、実施の形態１におけるピーク電圧の演算方法の一例を説明するための概念図である。例えば、センサ１２によるサンプリング周期が実際のピーク電圧の時刻に一致せず、ピーク電圧を検出していない場合もあり得る。かかる場合に、ピーク時間演算工程（Ｓ１１２）において、Ｔ_０演算部８２は、測定開始（Ｔ１）から、例えば、検出されたデータのピーク付近と想定される複数の時間Ｔ_ｎ−１，Ｔ_ｎ，Ｔ_ｎ＋１を演算する。時間Ｔ_ｎ−１，Ｔ_ｎ，Ｔ_ｎ＋１は、サンプリング周期と同期している。そして、これらの複数の時間Ｔ_ｎ−１，Ｔ_ｎ，Ｔ_ｎ＋１での振動強度をプロットして、多項式により近似する。そして、ピーク電圧演算工程（Ｓ１１４）として、Ｖ_０演算部８４は、近似された曲線から振動強度のピーク電圧Ｖ_０（最大電圧）を演算する。これにより、実際のピーク電圧により近い電圧Ｔ_０を演算できる。

ここで、上述した例では、ピーク電圧Ｖ_０を用いているが、これに限るものではない。例えば、図７に示す振動強度の最大値Ａと最小値Ｂの差分値（差分電圧）を用いてもよい。かかる場合には、上述した複数の試験片を用いて予め実験し、相関データとして、振動強度の最大値と最小値の差分電圧とのど厚との相関データを取得しておくことは言うまでもない。そして、Ｖ_０演算部８４は、ピーク電圧Ｖ_０を演算するだけでなく、最小電圧を演算し、さらに、これらの差分電圧を演算すれよい。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、検査パラメータとして、上述したように脚長を用いてもよい。かかる場合には、脚長を可変にした複数の試験片を用いて予め実験し、相関データとして、振動強度のピーク電圧（最大値）と溶接部の脚長との相関データを取得しておくことは言うまでもない。或いは、振動強度の最大値と最小値の差分電圧と溶接部の脚長との相関データを取得しておけばよい。

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての溶接部検査方法及び溶接部検査装置は、本発明の範囲に包含される。

１０振動体
１２センサ
１４テーブル
１６，１８軸部材
２０，２２自在継手
２３，２４脚
２５雄ネジ
２６高さ調整ブロック
２８ローレットナット
３０，３２ガイド
３１，３３開口部
３４，３６抜け止め部材
６０衝撃波
７０測定部
７２パラメータ演算部
８０取得部
８２Ｔ_０演算部
８４Ｖ_０演算部
８６メモリ
８８制御部
１００溶接部検査装置
１１０制御計算機
１１１メモリ
１１２計算器ユニット
１１４直流成分除去回路
１１６アンプ
１１８駆動回路
１１９Ｉ／Ｆ回路
１２０制御回路
１４０記憶装置
１５０治具部
１６０制御部

Claims

第１と第２の被溶接材の一部同士を重ねて隅肉溶接した溶接部を挟んで、前記第１の被溶接材に振動体を配置し、前記第２の被溶接材にセンサを配置した状態で、前記振動体を用いて、前記第１の被溶接材における前記溶接部とは異なる位置に衝撃を加える工程と、
前記センサを用いて、前記衝撃によって前記第１の被溶接材から前記溶接部を介して前記第２の被溶接材に伝搬した衝撃波の振動強度を前記第２の被溶接材における前記溶接部とは異なる位置にて測定する工程と、
隅肉溶接の溶接部の検査パラメータを可変にして予め実験により得られた振動強度のピーク電圧と前記隅肉溶接の溶接部の前記検査パラメータとの相関関係と、測定された振動強度のピーク電圧とを用いて、前記溶接部の検査パラメータを演算する工程と、
を備えたことを特徴とする溶接部検査方法。
前記検査パラメータとして、のど厚を用いることを特徴とする請求項１記載の溶接部検査方法。
前記振動体は、前記第１の被溶接材に１回の衝撃を加え、
前記衝撃波の振動強度は、前記１回の衝撃によって伝搬した前記衝撃波の振動強度が測定されることを特徴とする請求項１又は２記載の溶接部検査方法。
一部同士を重ねて隅肉溶接された第１と第２の被溶接材のうち、前記第１の被溶接材における前記隅肉溶接された溶接部とは異なる位置に衝撃を加える振動体と、
前記衝撃によって前記第１の被溶接材から前記溶接部を介して前記第２の被溶接材に伝搬した衝撃波の振動強度を前記第２の被溶接材における前記溶接部とは異なる位置にて測定するセンサと、
隅肉溶接の溶接部の検査パラメータを可変にして予め実験により得られた振動強度のピーク電圧と前記隅肉溶接の溶接部の前記検査パラメータとの相関関係と、測定された振動強度のピーク電圧とを用いて、前記溶接部の検査パラメータを演算する演算部と、
を備えたことを特徴とする溶接部検査装置。
テーブルと、
前記テーブルを支持する複数の脚と、
前記テーブルに形成された第１の開口部を通して前記テーブルのテーブル面と直交する方向に移動可能に配置された第１の軸と、
前記複数の脚によって支持されるテーブル面側の前記第１の軸の先端部と前記振動体とを、接合する角度が自由に変化可能に繋ぐ第１の自在継手と、
前記テーブルに形成された第２の開口部を通して前記テーブルのテーブル面と直交する方向に移動可能に配置された第２の軸と、
前記複数の脚によって支持されるテーブル面側の前記第２の軸の先端部と前記センサとを、接合する角度が自由に変化可能に繋ぐ第２の自在継手と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の溶接部検査装置。
前記検査パラメータとして、のど厚を用い、
前記複数の脚は、高さの異なる前記第１と第２の被溶接材上で前記テーブルを水平に配置するように、高さ調整可能な脚を含むことを特徴とする請求項５記載の溶接部検査装置。
測定された振動強度から直流成分を除去する工程と、
前記直流成分が除去された振動強度に基づいて、衝撃波プロファイルを取得する工程と、
前記衝撃波プロファイルを用いて、基準時刻から振動強度のピーク時刻までの時間を演算する工程と、
前記時間に対応する、測定された前記振動強度のピーク電圧を演算する工程と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の溶接部検査方法。
検査対象となる前記第１と第２の被溶接材と同じ材料、同じ板厚、及び同じ板幅で溶接部ののど厚を可変にした複数の試験片を用いて、前記相関関係は取得されることを特徴とする請求項１〜３，７いずれか記載の溶接部検査方法。
前記相関関係は、前記複数の試験片から得られたピーク電圧を近似した近似式データが用いられることを特徴とする請求項８記載の溶接部検査方法。
前記振動強度のピーク電圧は、前記振動強度のピーク付近の複数の振動強度を近似した曲線から演算されることを特徴とする請求項７記載の溶接部検査方法。