JPH04265854A - Inspecting apparatus of spot welding - Google Patents

Inspecting apparatus of spot welding

Info

Publication number
JPH04265854A
JPH04265854A JP3045661A JP4566191A JPH04265854A JP H04265854 A JPH04265854 A JP H04265854A JP 3045661 A JP3045661 A JP 3045661A JP 4566191 A JP4566191 A JP 4566191A JP H04265854 A JPH04265854 A JP H04265854A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nugget
ultrasonic
pass
waves
attenuation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3045661A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoichiro Nitta
新田 彰一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP3045661A priority Critical patent/JPH04265854A/en
Publication of JPH04265854A publication Critical patent/JPH04265854A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/11Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To positively discern whether a reflecting wave is generated at a nugget part or a corona bonding part, and to directly display the result whether or not the spot-welding part is proper. CONSTITUTION:The degree of attenuation of the reflecting waves of the ultrasonic waves is obtained by an operating means 15. It is discerned from the degree of attenuation whether the reflecting waves are generated at a nugget part 1 or at a corona bonding part 2. The discerning result whether the spot welding is good or bad is indicated at a display part 14.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、スポット溶接における
溶接部を検査する装置に関し、特に超音波を用いて非破
壊でスポット溶接部の溶接の合格または不合格を判定す
る装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for inspecting a weld in spot welding, and more particularly to an apparatus for non-destructively determining whether a spot weld has passed or failed using ultrasonic waves.

【0002】0002

【従来の技術】重ね抵抗溶接の一種であるスポット溶接
においては、正常に溶接された場合には、上板と下板と
の重ね合せ溶接部分において上板の一部と下板の一部と
が溶融して一体に凝固し、その部分にナゲットと称され
る断面碁石上の溶融−再凝固部分が形成される。このナ
ゲットの径は、溶接強度との相関関係が強く、スポット
溶接の管理項目として、ナゲット径の下限値を管理する
ことが従来から行なわれている。すなわち、ナゲット径
を検出し、その径が予め定めた下限値より小さい場合に
は溶接強度が不足するものとして溶接不良と判定し、ナ
ゲット径が前記下限値以上の場合に合格と判定する。
[Prior Art] In spot welding, which is a type of lap resistance welding, when welding is performed normally, a part of the upper plate and a part of the lower plate are connected at the overlap welded part between the upper plate and the lower plate. are melted and solidified into one piece, and a melted-resolidified portion with a cross-section of Go stone called a nugget is formed at that portion. The diameter of the nugget has a strong correlation with the welding strength, and the lower limit of the nugget diameter has traditionally been controlled as a control item for spot welding. That is, the nugget diameter is detected, and if the diameter is smaller than a predetermined lower limit value, the welding strength is determined to be insufficient and the welding is determined to be defective, and if the nugget diameter is greater than or equal to the lower limit value, the welding is determined to be acceptable.

【0003】このような管理を行なうためには、ナゲッ
ト径を非破壊で検出する技術が必要であり、その一例と
して超音波を用いてその反射波によって検出する技術が
知られている。その従来技術の代表的な例としては、特
公昭59−14187号公報が知られている。この装置
は、反射波を被検査体から探触子に誘導するためのウェ
ーブガイドを有し、被検査体からの反射波をオシロスコ
ープ等の表示手段により多重反射波の映像として表示さ
せ、この多重反射波の映像から溶接の合否を判定するよ
うになっている。
[0003] In order to carry out such management, a technique for non-destructively detecting the nugget diameter is required, and one known example is a technique for detecting the nugget diameter using ultrasonic waves reflected from the ultrasonic wave. As a typical example of the prior art, Japanese Patent Publication No. 14187/1987 is known. This device has a waveguide for guiding reflected waves from the object to be inspected to the probe, and displays the reflected waves from the object to be inspected as an image of multiple reflected waves on a display means such as an oscilloscope. The pass/fail of welding is determined from images of reflected waves.

【0004】以下に、従来のスポット溶接部の検査技術
の一例について説明する。図7のように被検査体3のス
ポット溶接部は、上板31と下板32の金属が相互に溶
融結合したナゲット部1と、両者が圧着している熱影響
部であるコロナボンド部2とで形成されている。上述し
た特公昭59−14187号公報では、図8に示すよう
に、ウェーブガイド6が超音波探触子7の先端に超音波
透過媒質(図示略)を介して取付けられている。ウェー
ブガイド6は、使用時には被検査体3に超音波接触媒質
を介して押し付けられ、この状態でウェーブガイド6か
らスポット溶接部に向けて超音波が出力される。出力さ
れた超音波は、溶接部で反射し、図7の上板31と下板
32からの反射波(エコー)は超音波探触子7に入力さ
れる。超音波探触子7に入力された反射波は、オシロス
コープ等の表示手段8によって図11、12のような多
重反射波の映像として写し出される。
An example of a conventional spot weld inspection technique will be described below. As shown in FIG. 7, the spot weld part of the inspected object 3 consists of a nugget part 1 where the metals of the upper plate 31 and the lower plate 32 are fused together, and a corona bond part 2 which is a heat affected zone where the two are crimped together. It is formed by. In the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 59-14187, as shown in FIG. 8, a waveguide 6 is attached to the tip of an ultrasound probe 7 via an ultrasound transmission medium (not shown). When in use, the waveguide 6 is pressed against the object 3 to be inspected via the ultrasonic couplant, and in this state ultrasonic waves are output from the waveguide 6 toward the spot weld. The outputted ultrasonic waves are reflected at the welded portion, and reflected waves (echoes) from the upper plate 31 and lower plate 32 in FIG. 7 are input to the ultrasonic probe 7. The reflected waves input to the ultrasonic probe 7 are displayed as images of multiple reflected waves as shown in FIGS. 11 and 12 by a display means 8 such as an oscilloscope.

【0005】このように、特公昭59−14187号公
報は、多重反射波の映像を鮮明にするための技術であり
、これを達成するために、ウェーブガイドに改良を加え
ている。このウェーブガイドは、図10に示すように、
ウェーブガイド6の外壁が先端に向かって縮小する円錐
角βを有する円錐状体に形成されると共に、超音波吸収
部4を収納する内孔がその先端に向かって拡開する円錐
角αを有する円錐体状に形成されている。ここで、内孔
の内壁面によって形成される外壁円錐角βが、下記の領
域内にある場合は、溶接部の多重反射波をより一層鮮明
に受信表示させることが可能となる。 内孔円錐角α=90±10度 外壁円錐角β≧180−α度
As described above, Japanese Patent Publication No. 14187/1987 is a technique for making the image of multiple reflected waves clearer, and in order to achieve this, improvements are made to the waveguide. This waveguide, as shown in Figure 10,
The outer wall of the waveguide 6 is formed into a conical shape with a cone angle β that decreases toward the tip, and the inner hole that accommodates the ultrasonic absorber 4 has a cone angle α that widens toward the tip. It is shaped like a cone. Here, if the outer wall conical angle β formed by the inner wall surface of the inner hole is within the following range, it becomes possible to receive and display multiple reflected waves from the welding part even more clearly. Inner hole cone angle α=90±10 degrees Outer wall cone angle β≧180−α degrees

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウェー
ブガイドを用いる超音波の溶接検査方式では、本来、溶
接不合格とすべきコロナボンド部を溶接良好部のナゲッ
ト部と合わせて溶接合格と判定するため、溶接健全部か
ら除外すべきコロナボンド部が合格の判定要因に加わる
という問題がある。これは、つぎのように説明できる。 図11は、図10の超音波吸収体4の径Gよりも溶接部
が大きくコロナボンド部とナゲット部を含む場合を表示
しており、隣合う反射波の横軸は上板31の板厚t1 
と下板32の板厚t2 の合計板厚に相当する。一方、
図12は、図10のウェーブガイド6の超音波吸収体4
の径Gより溶接部が小さく、上板31の底面からの反射
波を受信している場合の表示であり、隣合う反射波の横
軸は上板31の板厚t1 に相当する。このように、従
来技術では溶接部がナゲット部径DN とコロナボンド
部径Dc で構成され区分しなければならないことを考
慮していない。コロナボンド部は、ナゲット部と比較し
て接合強度が格段に低い(特にZn メッキ鋼板の溶接
の場合)からコロナボンド径が大きくてもナゲット径が
小さければ充分な溶接強度を得られない。しかし、特公
昭59−14187号公報の装置は、このような場合で
も合格と判定してしまうおそれがある。
[Problem to be Solved by the Invention] However, in the ultrasonic welding inspection method using a waveguide, the corona bond part, which should originally be rejected, is judged to be a welding pass by combining it with the nugget part of the welding good part. , there is a problem that the corona bond part, which should be excluded from the weld sound part, is added to the pass judgment factor. This can be explained as follows. 11 shows a case where the welded part is larger than the diameter G of the ultrasonic absorber 4 in FIG. 10 and includes a corona bond part and a nugget part, and the horizontal axis of adjacent reflected waves is the thickness of the upper plate 31. t1
and the thickness t2 of the lower plate 32. on the other hand,
FIG. 12 shows the ultrasonic absorber 4 of the waveguide 6 in FIG.
This is a display when the welded part is smaller than the diameter G of the upper plate 31 and reflected waves from the bottom surface of the upper plate 31 are being received, and the horizontal axis of adjacent reflected waves corresponds to the thickness t1 of the upper plate 31. As described above, the prior art does not take into consideration the fact that the welded portion is composed of the nugget diameter DN and the corona bond diameter Dc and must be divided. The joining strength of the corona bond part is much lower than that of the nugget part (particularly when welding Zn-plated steel sheets), so even if the corona bond diameter is large, if the nugget diameter is small, sufficient welding strength cannot be obtained. However, the device disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-14187 may end up determining that the test is acceptable even in such a case.

【0007】また、特公昭59−14187号公報の場
合は、合否判定はオシロスコープ等に写し出された波形
を目視で確認することに行なうため、検査に熟練を要す
る。さらに、目視によるため誤判定も生じやすく、作業
も疲れやすい。
Furthermore, in the case of Japanese Patent Publication No. 59-14187, the pass/fail judgment is made by visually confirming the waveform displayed on an oscilloscope or the like, and therefore inspection requires skill. Furthermore, since it is done visually, false judgments are likely to occur and the work is tiring.

【0008】本発明は、上記の問題に着目し、反射波が
ナゲット部で生じたものか、またはコロナボンド部で生
じたものかを確実に判別でき、溶接の合否の結果を直接
表示することが可能なスポット溶接の検査装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention focuses on the above-mentioned problem, and makes it possible to reliably determine whether a reflected wave is generated at the nugget portion or the corona bond portion, and to directly display the result of welding pass/fail. The purpose of the present invention is to provide a spot welding inspection device that is capable of inspecting spot welding.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明に
係るスポット溶接の検査装置は、被検査体のスポット溶
接部に接触可能な超音波吸収体を有するウェーブガイド
が設けられる超音波探触子と、該超音波探触子と電気的
に接続される演算処理手段とからなるスポット溶接の検
査装置であって、前記演算処理手段を、前記超音波探触
子と接続され、超音波探触子に超音波を出力するととも
に、被検査体からの超音波の反射波が入力される超音波
送受信部と、前記超音波送受信部からの信号に基づいて
スポット溶接部の反射波を記憶する波形記憶処理部と、
前記波形記憶処理部からの情報に基づき反射波の減衰度
を求め、スポット溶接部におけるナゲット部を判別する
ナゲット判別部と、前記ナゲット判別部からの情報に基
づくナゲット部の大きさと予め設定された基準ナゲット
との比較により溶接の合否を判別する合否判定部と、前
記合否判定部からの情報に基づき合否の結果を表示する
表示部と、から構成したものから成る。
[Means for Solving the Problems] A spot welding inspection device according to the present invention in accordance with this object includes an ultrasonic probe provided with a waveguide having an ultrasonic absorber capable of contacting a spot welded portion of an object to be inspected. A spot welding inspection device comprising a probe and a calculation processing means electrically connected to the ultrasonic probe. an ultrasonic transmitter/receiver that outputs ultrasonic waves to the probe and receives reflected waves of the ultrasonic waves from the object to be inspected; and stores reflected waves of the spot weld based on signals from the ultrasonic transmitter/receiver. a waveform storage processing unit;
a nugget discriminator for determining the degree of attenuation of the reflected wave based on the information from the waveform storage processing section and discriminating the nugget in the spot weld; It consists of a pass/fail determining section that determines the pass/fail of welding by comparison with a reference nugget, and a display section that displays the pass/fail result based on information from the pass/fail determining section.

【0010】0010

【作用】このように構成されたスポット溶接の検査装置
においては、超音波探触子からスポット溶接部に向けて
出力された超音波は、スポット溶接部の内部で反射し、
反射波となって超音波探触子に入力される。超音波探触
子に入力された反射波は、波形記憶処理部に記憶される
。つぎに、ナゲット判別部は、波形記憶処理部に記憶さ
れた波形情報に基づいて反射波の減衰度を求め、この減
衰度から反射波がナゲット部で生じたものか、コロナボ
ンドで生じたものであるかが判別可能となる。ナゲット
部が判別されると、反射波の減衰度によって求められた
ナゲット部の径が基準ナゲットよりも大きいか否かが合
否判定部によって判定され、この合否判定部の判定結果
は、表示部に表示される。このように、スポット溶接部
のナゲット部とコロナボンド部は、求められた反射波の
減衰度に基づいて確実に判別可能となるので、コロナボ
ンド部が合格の判定要因に加味されることはなくなる。 したがって、スポット溶接部の合否の判定の信頼性が高
められ、溶接部の必要強度が確実に維持される。また、
判定結果がそのまま表示部に表示されるので、表示部上
での合否の判断が不要となる。したがって、合否判定の
熟練度も不要となり、かつ従来に比べて検査労力も軽減
される。
[Operation] In the spot welding inspection device configured in this way, the ultrasonic waves output from the ultrasonic probe toward the spot weld are reflected inside the spot weld, and
The reflected waves are input to the ultrasound probe. The reflected waves input to the ultrasound probe are stored in the waveform storage processing section. Next, the nugget discrimination section determines the degree of attenuation of the reflected wave based on the waveform information stored in the waveform storage processing section, and determines whether the reflected wave is generated at the nugget section or at the corona bond from this attenuation degree. It becomes possible to determine whether the When the nugget portion is determined, the pass/fail judgment section judges whether the diameter of the nugget portion determined by the degree of attenuation of the reflected wave is larger than the reference nugget, and the judgment result of the pass/fail judgment section is displayed on the display section. Is displayed. In this way, the nugget part of the spot weld and the corona bond part can be reliably distinguished based on the determined degree of attenuation of the reflected wave, so the corona bond part will no longer be considered as a factor in determining acceptance. . Therefore, the reliability of determining whether the spot weld is acceptable is increased, and the required strength of the weld is reliably maintained. Also,
Since the determination result is displayed as is on the display section, there is no need to judge pass/fail on the display section. Therefore, the level of skill required for pass/fail judgment is not required, and the inspection effort is also reduced compared to the conventional method.

【0011】[0011]

【実施例】以下に、本発明に係るスポット溶接の検査装
置の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。図1
ないし図6は、本発明の一実施例を示している。図1は
、スポット溶接の検査装置の全体を示しており、被検査
体と超音波探触子は、従来技術と同一であるので、これ
については従来技術と同一の符号を付して説明する。 図1において、被検査体3は、上板31と下板32とか
ら構成されている。上板31は板厚T1 の薄板鋼板で
あり、下板32は板厚T2 の薄板鋼板である。上板3
1と下板32は、スポット溶接によって接合されており
、スポット溶接部には、ナゲット部1とコロナボンド部
2が形成されている。ナゲット部1は、溶融−再凝固し
た樹枝状結晶を主体とした金属組織であり、コロナボン
ド部は固相接合されただけの金属組織である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the spot welding inspection apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
6 to 6 show an embodiment of the present invention. Figure 1 shows the entire spot welding inspection device, and the object to be inspected and the ultrasonic probe are the same as in the prior art, so they will be explained using the same symbols as in the prior art. . In FIG. 1, the object to be inspected 3 is composed of an upper plate 31 and a lower plate 32. As shown in FIG. The upper plate 31 is a thin steel plate with a thickness T1, and the lower plate 32 is a thin steel plate with a thickness T2. Upper plate 3
1 and the lower plate 32 are joined by spot welding, and a nugget part 1 and a corona bond part 2 are formed at the spot weld. The nugget portion 1 has a metal structure mainly composed of dendrites that have been melted and resolidified, and the corona bond portion has a metal structure that has only been solid-phase bonded.

【0012】上板31のスポット溶接された上面には、
超音波探触子7が当接されている。超音波探触子7の先
端には、超音波吸収体4を有するウェーブガイド6が取
付けられている。超音波探触子7が上板31に押付けら
れた状態では、超音波吸収体4はスポット溶接された上
面に密着した状態となっている。また、反射波を検知す
るための超音波吸収体4の外径はGとなっている。超音
波探触子7は、ケーブル9を介して演算処理手段15に
電気的に接続されている。
The spot welded upper surface of the upper plate 31 has
The ultrasonic probe 7 is in contact with it. A waveguide 6 having an ultrasound absorber 4 is attached to the tip of the ultrasound probe 7 . When the ultrasonic probe 7 is pressed against the upper plate 31, the ultrasonic absorber 4 is in close contact with the spot-welded upper surface. Further, the outer diameter of the ultrasonic absorber 4 for detecting reflected waves is G. The ultrasonic probe 7 is electrically connected to the arithmetic processing means 15 via a cable 9.

【0013】演算処理手段15は、超音波送受信部10
、波形記憶処理部11、ナゲット判別部12、合否判定
部13、表示部14とから構成されている。超音波送受
信部10は、超音波探触子7と接続されており、被検査
体としての上板31および下板32に向けて超音波を出
力する機能を有する。また、超音波送受信部10に入力
された反射波を、入力する機能を有している。波形記憶
処理部11は、超音波送受信部10からの信号に基づい
てスポット溶接部の反射波を記憶する機能を有する。 ナゲット判別部12は、波形記憶部11からの情報に基
づき反射波の減衰度を求め、スポット溶接部におけるナ
ゲット部1を判別する機能を有している。
[0013] The arithmetic processing means 15 includes an ultrasonic transmitting/receiving section 10
, a waveform storage processing section 11, a nugget discriminating section 12, a pass/fail determining section 13, and a display section 14. The ultrasonic transmitter/receiver 10 is connected to the ultrasonic probe 7 and has a function of outputting ultrasonic waves toward an upper plate 31 and a lower plate 32 as objects to be inspected. It also has a function of inputting reflected waves input to the ultrasonic transmitter/receiver 10. The waveform storage processing section 11 has a function of storing the reflected waves of the spot weld based on the signal from the ultrasonic transmitting/receiving section 10. The nugget discriminating section 12 has a function of determining the degree of attenuation of the reflected wave based on the information from the waveform storage section 11 and discriminating the nugget section 1 in the spot weld section.

【0014】合否判定部13は、ナゲット判別部12か
らの情報に基づくナゲット部1の大きさと予め設定され
た基準ナゲットとの比較により溶接の合否を判別する機
能を有している。表示部14は、合否判定部13からの
情報に基づき合否の結果を表示する機能を有する。波形
記憶処理部11とナゲット判別部12と合否判定部13
は、たとえばマイクロコンピュータシステムに格納され
たプログラムから構成されている。表示部14は、たと
えばマイクロコンピュータシステムのCRT(ブラウン
管)から構成されている。
The pass/fail determining section 13 has a function of determining pass/fail of welding by comparing the size of the nugget portion 1 based on the information from the nugget discriminating section 12 with a preset reference nugget. The display unit 14 has a function of displaying pass/fail results based on information from the pass/fail determining unit 13. Waveform storage processing section 11, nugget discriminating section 12, and pass/fail determining section 13
is composed of programs stored in, for example, a microcomputer system. The display unit 14 is composed of, for example, a CRT (cathode ray tube) of a microcomputer system.

【0015】つぎに、上記のスポット溶接の検査装置に
おける検査手順および作用について説明する。まず、ス
ポット溶接部の検査に際し、図1に示すように、上板3
1の板厚T1 と下板32の板厚T2 とから超音波探
触子7が選定される。この場合、溶接部の径の基準とし
て必要とされるべきナゲット部1の直径DN と、同一
となるべき先端部の径Gを有する超音波吸収体4をもつ
ウェーブガイド6が選定される。つぎに、超音波透過媒
質(図示略)をウェーブガイド6と超音波探触子7との
間に塗布し、超音波を透過しやすくし鮮明な信号を得ら
れるようにする。
Next, the inspection procedure and operation of the spot welding inspection apparatus described above will be explained. First, when inspecting spot welds, as shown in Figure 1, the upper plate 3
The ultrasonic probe 7 is selected based on the plate thickness T1 of the first plate 32 and the plate thickness T2 of the lower plate 32. In this case, a waveguide 6 is selected that has an ultrasonic absorber 4 having a diameter G of the tip portion that should be the same as the diameter DN of the nugget portion 1 that is required as a reference for the diameter of the welded portion. Next, an ultrasonic transmission medium (not shown) is applied between the waveguide 6 and the ultrasonic probe 7 to facilitate the transmission of ultrasonic waves and to obtain clear signals.

【0016】つぎに、被検査体3の上板31の溶接面に
、ウェーブガイド6がセットされた超音波探触子7を当
接させ、上板31と超音波吸収体4とを密着させた状態
とする。この状態で超音波送受信部10から超音波を発
信させる。被検査体3に送信された超音波は、溶接部内
で反射波となってはね返り、ウェーブメモリをもった波
形記憶処理部11に記憶される。ここで、図11、12
のように溶接部の径がウェーブガイド6の内部の超音波
吸収体4の径Gより小さければ上板31の底面からの多
重反射波、すなわち図12の波形が記憶される。逆に、
ウェーブガイド6の内部超音波吸収体4の径Gよりも大
きければ上板31と下板32の溶接部から多重反射波、
すなわち図11の波形が波形記憶処理部11に記憶され
る。
Next, the ultrasonic probe 7 on which the waveguide 6 is set is brought into contact with the welded surface of the upper plate 31 of the object to be inspected 3, and the upper plate 31 and the ultrasonic absorber 4 are brought into close contact. state. In this state, the ultrasonic transmitting/receiving section 10 emits ultrasonic waves. The ultrasonic waves transmitted to the object to be inspected 3 bounce back as reflected waves within the welding area, and are stored in a waveform storage processing section 11 having a wave memory. Here, Figures 11 and 12
If the diameter of the welded portion is smaller than the diameter G of the ultrasonic absorber 4 inside the waveguide 6, multiple reflected waves from the bottom surface of the upper plate 31, that is, the waveform shown in FIG. vice versa,
If it is larger than the diameter G of the internal ultrasonic absorber 4 of the waveguide 6, multiple reflected waves will be generated from the welded part of the upper plate 31 and the lower plate 32,
That is, the waveform shown in FIG. 11 is stored in the waveform storage processing section 11.

【0017】つぎに、ナゲット判別部における処理手順
を図2のフローチャートに基づいて説明する。図2にお
いて、ステップ51にてナゲット部の判別の処理が開始
され、ステップ52に進んで多重反射波が取込まれたか
否かが判断される。ここで、多重反射波がまだ取込まれ
ていないと判断された場合は、ステップ60に進み処理
は完了する。ステップ52において、多重反射波の取込
みが行なわれたと判断された場合は、ステップ53に進
む。ここでは、図3に示すように、表面波Sと、下板3
2の反射波で表面波Sから第m番目の反射波B2−m 
と、第n番目の反射波B2−n とにそれぞれゲートG
s、Gm、Gnを設定してピークホールドすることによ
り、図4のようにそれぞれの反射波の高さPs、Pm、
Pnが算出される。ステップ53の処理が完了すると、
ステップ54に進み、第m番目の反射波B2−m と、
第n番目の反射波B2−n の遅れ時間Tmnが求めら
れる。すなわち、隣合う反射波の距離で超音波がどの板
の底面から反射されているかを示すLmnが求められる
。このLmnは次式で表される。
Next, the processing procedure in the nugget discriminator will be explained based on the flowchart of FIG. In FIG. 2, processing for determining the nugget portion is started in step 51, and the process proceeds to step 52, where it is determined whether multiple reflected waves have been captured. Here, if it is determined that the multiple reflected waves have not yet been captured, the process proceeds to step 60 and the process is completed. If it is determined in step 52 that multiple reflected waves have been captured, the process proceeds to step 53. Here, as shown in FIG. 3, the surface wave S and the lower plate 3
m-th reflected wave B2-m from the surface wave S in the reflected wave of 2
and the n-th reflected wave B2-n, respectively.
By setting s, Gm, and Gn and holding the peak, the heights of the respective reflected waves Ps, Pm, and
Pn is calculated. When the process of step 53 is completed,
Proceeding to step 54, the m-th reflected wave B2-m,
The delay time Tmn of the n-th reflected wave B2-n is determined. That is, Lmn, which indicates from which bottom surface of the plate the ultrasonic wave is reflected by the distance between adjacent reflected waves, is determined. This Lmn is expressed by the following formula.

【0018】[0018]

【数1】[Math 1]

【0019】ここで、Lmn、Tmn、n、m、Voは
つぎのように定義される。 Lmn:隣あう反射波の距離で板厚に相当Tmn:表面
波Sから第m番目と第n番目の反射波の時間 n、m:整数    n>m Vo:超音波縦波の速度
Here, Lmn, Tmn, n, m, and Vo are defined as follows. Lmn: Distance between adjacent reflected waves, equivalent to plate thickness Tmn: Time n of m-th and n-th reflected waves from surface wave S, m: Integer n>m Vo: Speed of ultrasonic longitudinal wave

【0020】ステップ55における判定はつぎのように
なされる。まず、Lmn,t1 の場合にはウェーブガ
イド6の内部吸収体4の径Gよりも小さい場合には、反
射波は当然のことながら上板31の底面からの反射波で
あることが判定される。また、t1 ≦Lmn≦t1 
+t2 の場合には、ナゲット部1またはコロナボンド
部2のいずれかからの反射波であり、いずれかを決定す
る必要がある。
The determination in step 55 is made as follows. First, in the case of Lmn,t1, if it is smaller than the diameter G of the internal absorber 4 of the waveguide 6, it is naturally determined that the reflected wave is a reflected wave from the bottom surface of the upper plate 31. . Also, t1 ≦Lmn≦t1
In the case of +t2, it is a reflected wave from either the nugget portion 1 or the corona bond portion 2, and it is necessary to determine which one.

【0021】ここで、反射波の減衰度をみてみると図5
のごとくナゲット部では減衰度が大きく、コロナボンド
部では図6に示すように減衰度が小さい。金属中におけ
る超音波の減衰の原因には、超音波の波頭面が拡がるた
めの拡散損失のほか、結晶粒界および組織境界による散
乱減衰や、内部摩擦に基づく粘性減衰、さらには転位の
運動による減衰等が挙げられる。ここで、ナゲット部と
コロナボンド部とを比較すれば、ナゲット部は溶融−再
凝固した樹枝状結晶を主体とした組織の金属であるのに
対し、コロナボンド部は固相接合されただけであるため
組織の著しい変化はなく、焼ならし状態を主体とする組
織の金属であり、このような組織の差が両者間での減衰
の差となってあらわれているものと考えられる。このよ
うに、本実施例では反射波の減衰度を求め、その減衰度
とこれに対する閾値との関係により、反射波がナゲット
部1で生じたものか、またはコロナボンド部2で生じた
ものか判別している。
[0021] Now, if we look at the degree of attenuation of the reflected wave, we can see Figure 5.
As shown in FIG. 6, the degree of attenuation is large in the nugget portion, and the degree of attenuation is small in the corona bond portion, as shown in FIG. Causes of ultrasonic attenuation in metals include diffusion loss due to the spread of the wavefront of the ultrasonic wave, scattering attenuation due to grain boundaries and structure boundaries, viscous attenuation due to internal friction, and even dislocation movement. Examples include attenuation. Here, if we compare the nugget part and the corona bond part, we can see that the nugget part is made of metal with a structure mainly composed of melted and resolidified dendrites, whereas the corona bond part is simply solid phase bonded. Therefore, there is no significant change in the structure, and the metal has a structure mainly in a normalized state, and it is thought that such a difference in structure is reflected in the difference in attenuation between the two. As described above, in this embodiment, the degree of attenuation of the reflected wave is determined, and depending on the relationship between the degree of attenuation and the threshold value for this, it is determined whether the reflected wave is generated at the nugget portion 1 or the corona bond portion 2. It is determined.

【0022】具体的には、t1 <Lmn≦t1 +t
2の場合は、ナゲット部1とコロナボンド部2の溶接部
の合計がウェーブガイド6の内部吸収体の径Gより大き
く、波形記憶処理部11に多重反射波が記憶される。図
3、4に示すように表面波Sから、第m番目の下板の底
面からの反射波B2−m の高さPmと、第n番目の下
板32の底面からの反射波B2−n の高さPnと、B
2−m とB2−n の間隔時間Tmnが算出される。 実際の測定にあたっては、mは1、nは2として、下板
32の底面からの第1番目の反射波B2−1 の高さP
1 と、第2番目の下板32の底面からの反射波B2−
2 の間隔時間T12を算出するのが通常である。
Specifically, t1 <Lmn≦t1 +t
In case 2, the sum of the welded portions of the nugget portion 1 and the corona bond portion 2 is larger than the diameter G of the internal absorber of the waveguide 6, and multiple reflected waves are stored in the waveform storage processing unit 11. As shown in FIGS. 3 and 4, from the surface wave S, the height Pm of the reflected wave B2-m from the bottom surface of the m-th lower plate 32, and the reflected wave B2-n from the bottom surface of the n-th lower plate 32. The height Pn and B
The interval time Tmn between 2-m and B2-n is calculated. In actual measurement, m is 1, n is 2, and the height P of the first reflected wave B2-1 from the bottom surface of the lower plate 32 is
1 and the reflected wave B2- from the bottom surface of the second lower plate 32
Normally, the interval time T12 of 2 is calculated.

【0023】このようにして既に得た反射波の高さPm
、Pn、Tmnの値から、下板からの反射波の減衰度α
mnを算出する。すなわち、B2−m の波高からB2
−n の波高への減衰を表わす尺度として、減衰度αm
nを次の(1)式で示すようにして定める。
The height Pm of the reflected wave already obtained in this way
, Pn, Tmn, the attenuation degree α of the reflected wave from the lower plate
Calculate mn. In other words, from the wave height of B2-m to B2
As a measure of the attenuation to the wave height of −n, the attenuation degree αm
n is determined as shown in the following equation (1).

【0024】[0024]

【数2】[Math 2]

【0025】数式(1)において、Voは、固体中では
その固体の体積弾性率や剛性率、密度に関する超音波縦
波の速度であり、ナゲット部1とコロナボンド部2とで
は本来は異なるが、計算の都合上、予め定めた定数を用
いる。また、Lmnは溶接部において超音波が溶接部の
上下面を反射しながら透過進行していくときのm番目の
反射波からn番目の反射波までの透過進行距離を意味す
る。上記の数式(1)によって減衰度αmnを求めるこ
とができるが、この減衰度αmnの値はナゲット部1と
コロナボンド部2で異なる。したがって、予め減衰度の
閾値αsを求めておいて、ステップ50に示すように、
αmnの値を閾値αsと比較することにより、ナゲット
部1かコロナボンド部2か否かの判別が可能となる。つ
まり、ステップ56において、αs>αmnと判断され
た場合は、ナゲット部1のみならずコロナボンド部2も
含まれた判定となる。したがって、αs>αmnと判断
された場合は、合否を判定する情報としてふさわしくな
くステップ59に進み、処理は終了する。
In formula (1), Vo is the velocity of the ultrasonic longitudinal wave in a solid related to the bulk modulus, rigidity, and density of the solid, and although it is originally different between the nugget part 1 and the corona bond part 2, , for convenience of calculation, a predetermined constant is used. Moreover, Lmn means the transmission traveling distance from the m-th reflected wave to the n-th reflected wave when the ultrasonic wave passes through the weld while reflecting on the upper and lower surfaces of the weld. The attenuation degree αmn can be determined by the above formula (1), and the value of this attenuation degree αmn differs between the nugget portion 1 and the corona bond portion 2. Therefore, the threshold value αs of the degree of attenuation is determined in advance, and as shown in step 50,
By comparing the value of αmn with the threshold value αs, it is possible to determine whether the nugget portion 1 or the corona bond portion 2 is present. That is, if it is determined in step 56 that αs>αmn, it is determined that not only the nugget portion 1 but also the corona bond portion 2 is included. Therefore, if it is determined that αs>αmn, the information is not suitable as information for determining pass/fail, and the process proceeds to step 59 and ends.

【0026】ステップ56において、αs≦αmnと判
断された場合は、ステップ57に進み、ナゲット判別部
12からの情報に基づくナゲット部1の大きさと予め設
定された基準ナゲットとの比較が合否判定部13によっ
て行なわれる。ここで、ナゲット判別部12によるナゲ
ット部1の大きさが基準ナゲットの大きさに達していな
い場合は、ステップ59に進み、表示部14によって溶
接不合格である旨の表示がなされ、ステップ60に至る
。ステップ57において、ナゲット判別部12によるナ
ゲット部1の大きさが基準ナゲットの大きさに達してい
る場合は、ステップ58に進み、表示部14によって溶
接合格である旨の表示がなされ、ステップ60に至る。 このように、溶接の合否の判定がそのまま表示部14に
表示されるので、表示部の表示を見て判断する必要もな
くなり、合否の判定が容易となる。なお、本実施例では
、表示部をたとえばCRT(ブラウン管)から構成した
が、表示ランプやブザー等によって検査者に告知する構
成としてもよい。
If it is determined in step 56 that αs≦αmn, the process proceeds to step 57, where the pass/fail determining unit compares the size of the nugget portion 1 based on the information from the nugget determining unit 12 with a preset reference nugget. It is carried out by 13. Here, if the size of the nugget portion 1 determined by the nugget discriminator 12 does not reach the size of the reference nugget, the process proceeds to step 59, where the display unit 14 displays a message indicating that the welding has failed, and the process proceeds to step 60. reach. In step 57, if the size of the nugget portion 1 determined by the nugget discriminator 12 has reached the size of the reference nugget, the process proceeds to step 58, where the display unit 14 displays a message indicating that the welding has been passed, and the process proceeds to step 60. reach. In this way, the determination of pass/fail of welding is directly displayed on the display unit 14, so there is no need to make a determination by looking at the display on the display unit, and the determination of pass/fail is facilitated. In this embodiment, the display section is made up of, for example, a CRT (cathode ray tube), but it may be configured to notify the inspector using a display lamp, a buzzer, or the like.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るスポ
ット溶接の検査装置によるときは、演算処理手段によっ
て超音波の反射波の減衰度を求め、この減衰度から反射
波がナゲット部で生じたものかコロナボンドで生じたも
のであるか否かを判別するようにしたので、溶接健全部
から除外すべきコロナボンド部が合格の判定要因に加味
されることはなくなる。したがって、スポット溶接部の
合否の判定の信頼性が高められ、溶接部の必要強度を確
実に維持することが可能となる。また、判定結果がその
まま表示部に表示されるので、表示部上での合否の判定
が不要となる。したがって、合否判定の熟練度も不要と
なり、かつ検査労力も軽減される。
As explained above, when using the spot welding inspection device according to the present invention, the degree of attenuation of reflected waves of ultrasonic waves is determined by the arithmetic processing means, and from this degree of attenuation, the reflected waves are generated at the nugget portion. Since it is determined whether the weld is caused by a corona bond or not, the corona bond part, which should be excluded from the weld sound part, is no longer taken into account as a factor in determining whether the weld is acceptable. Therefore, the reliability of determining whether the spot weld is acceptable or not is increased, and it becomes possible to reliably maintain the required strength of the weld. Further, since the determination result is displayed as is on the display section, there is no need to make a pass/fail determination on the display section. Therefore, the level of skill required for pass/fail judgment is not required, and inspection labor is also reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の一実施例に係るスポット溶接検査装置
の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a spot welding inspection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置による溶接部の検査の処理手順を示
すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure for inspecting a welded part by the apparatus of FIG. 1;

【図3】図1における溶接部と非溶接部とを判別するた
めのゲート出力の波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram of a gate output for determining a welded portion and a non-welded portion in FIG. 1;

【図4】図1における反射波の減衰度を示す波形図であ
る。
FIG. 4 is a waveform diagram showing the degree of attenuation of reflected waves in FIG. 1;

【図5】図1のナゲット部における多重反射波の減衰度
を示す波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram showing the degree of attenuation of multiple reflected waves in the nugget portion of FIG. 1;

【図6】図1のコロナボンド部における多重反射波の減
衰度を示す波形図である。
6 is a waveform diagram showing the degree of attenuation of multiple reflected waves at the corona bond portion in FIG. 1. FIG.

【図7】スポット溶接部近傍の拡大断面図である。FIG. 7 is an enlarged sectional view of the vicinity of a spot weld.

【図8】従来のスポット溶接検査装置の概略構成図であ
る。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a conventional spot welding inspection device.

【図9】図8におけるウェーブガイドの斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of the waveguide in FIG. 8;

【図10】図9のウェーブガイドの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the waveguide of FIG. 9;

【図11】スポット溶接部の特定領域における超音波の
受信波形を示す波形図である。
FIG. 11 is a waveform diagram showing a received waveform of ultrasonic waves in a specific area of a spot weld.

【図12】スポット溶接部の別の特定領域における超音
波の受信波形を示す波形図である。
FIG. 12 is a waveform diagram showing the received waveform of ultrasonic waves in another specific area of the spot weld.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  ナゲット部 2  コロナボンド部 3  被検査体 4  超音波吸収体 6  ウェーブガイド 7  超音波探触子 10  超音波送受信部 11  波形記憶処理部 12  ナゲット判別部 13  合否判定部 14  表示部 15  演算処理手段 1 Nugget part 2 Corona bond part 3 Object to be inspected 4 Ultrasonic absorber 6 Wave guide 7 Ultrasonic probe 10 Ultrasonic transmitter and receiver 11 Waveform storage processing unit 12 Nugget discrimination section 13 Pass/fail judgment section 14 Display section 15 Arithmetic processing means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  被検査体のスポット溶接部に接触可能
な超音波吸収体を有するウェーブガイドが設けられる超
音波探触子と、該超音波探触子と電気的に接続される演
算処理手段とからなるスポット溶接の検査装置であって
、前記演算処理手段を、前記超音波探触子と接続され、
超音波探触子に超音波を出力するとともに、被検査体か
らの超音波の反射波が入力される超音波送受信部と、前
記超音波送受信部からの信号に基づいてスポット溶接部
の反射波を記憶する波形記憶処理部と、前記波形記憶処
理部からの情報に基づき反射波の減衰度を求め、スポッ
ト溶接部におけるナゲット部を判別するナゲット判別部
と、前記ナゲット判別部からの情報に基づくナゲット部
の大きさと予め設定された基準ナゲットとの比較により
溶接の合否を判別する合否判定部と、前記合否判定部か
らの情報に基づき合否の結果を表示する表示部と、から
構成したことを特徴とするスポット溶接の検査装置。
1. An ultrasonic probe provided with a waveguide having an ultrasonic absorber capable of contacting a spot welded portion of an object to be inspected, and an arithmetic processing means electrically connected to the ultrasonic probe. A spot welding inspection device comprising: the arithmetic processing means connected to the ultrasonic probe;
An ultrasonic transmitter/receiver unit that outputs ultrasonic waves to the ultrasonic probe and receives reflected waves of the ultrasonic waves from the object to be inspected; a waveform storage processing unit that stores the waveform storage processing unit; a nugget determination unit that determines the degree of attenuation of the reflected wave based on the information from the waveform storage processing unit and determines the nugget portion in the spot weld; It is composed of a pass/fail judgment section that judges pass/fail of welding by comparing the size of the nugget portion with a preset reference nugget, and a display section that displays the pass/fail result based on information from the pass/fail judgment section. Features of spot welding inspection equipment.
JP3045661A 1991-02-20 1991-02-20 Inspecting apparatus of spot welding Pending JPH04265854A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3045661A JPH04265854A (en) 1991-02-20 1991-02-20 Inspecting apparatus of spot welding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3045661A JPH04265854A (en) 1991-02-20 1991-02-20 Inspecting apparatus of spot welding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04265854A true JPH04265854A (en) 1992-09-22

Family

ID=12725562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3045661A Pending JPH04265854A (en) 1991-02-20 1991-02-20 Inspecting apparatus of spot welding

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04265854A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002090354A (en) * 2000-09-12 2002-03-27 Sumitomo Metal Ind Ltd Ultrasonic attenuation anomaly determining device
JP2011058937A (en) * 2009-09-09 2011-03-24 Toyota Central R&D Labs Inc System and method for measuring structure internal state
WO2011068084A1 (en) * 2009-12-04 2011-06-09 株式会社東芝 3d ultrasonographic device
KR20180046307A (en) 2016-10-27 2018-05-08 현대자동차주식회사 Joining quality diagnosis device of panel element
CN109839439A (en) * 2019-03-21 2019-06-04 陈朝忠 Road and bridge pavement crack detection system and its detection method

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002090354A (en) * 2000-09-12 2002-03-27 Sumitomo Metal Ind Ltd Ultrasonic attenuation anomaly determining device
JP2011058937A (en) * 2009-09-09 2011-03-24 Toyota Central R&D Labs Inc System and method for measuring structure internal state
WO2011068084A1 (en) * 2009-12-04 2011-06-09 株式会社東芝 3d ultrasonographic device
JP2011117877A (en) * 2009-12-04 2011-06-16 Toshiba Corp 3d ultrasonographic device
CN102639996A (en) * 2009-12-04 2012-08-15 株式会社东芝 3D ultrasonographic device
EP2508879A1 (en) * 2009-12-04 2012-10-10 Kabushiki Kaisha Toshiba 3d ultrasonographic device
US8811721B2 (en) 2009-12-04 2014-08-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Three-dimensional ultrasonic inspection apparatus
CN102639996B (en) * 2009-12-04 2014-10-08 株式会社东芝 3D ultrasonographic device
EP2508879A4 (en) * 2009-12-04 2015-04-08 Toshiba Kk 3d ultrasonographic device
KR20180046307A (en) 2016-10-27 2018-05-08 현대자동차주식회사 Joining quality diagnosis device of panel element
US10254251B2 (en) 2016-10-27 2019-04-09 Hyundai Motor Company Joining quality diagnosis device of panel element
CN109839439A (en) * 2019-03-21 2019-06-04 陈朝忠 Road and bridge pavement crack detection system and its detection method
CN109839439B (en) * 2019-03-21 2021-08-20 广西安盛建设工程检测咨询有限公司 Road and bridge pavement crack detection system and detection method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5085082A (en) Apparatus and method of discriminating flaw depths in the inspection of tubular products
US6497150B1 (en) Ultrasonic austenitic weld seam inspection method and apparatus
JP4470655B2 (en) Ultrasonic spot weld evaluation method and apparatus
US7861910B2 (en) Method and apparatus for inspecting joined object formed by friction stir joining
AU2001296745A1 (en) Ultrasonic austenitic weld seam inspection method and apparatus
CA1226933A (en) Method for the ultrasonic flaw detection of an electric welded pipe
JPH04265854A (en) Inspecting apparatus of spot welding
JPH11326287A (en) Method for judging molten solid of weld part with using ultrasonic flaw detection apparatus
US20030154791A1 (en) Method for testing studs and corresponding device
JP2000146928A (en) Method for inspecting spot welding
JP2596090B2 (en) Inspection method for spot welds
JP4120360B2 (en) Ultrasonic spot weld evaluation method and apparatus
JP2000180422A (en) Method and apparatus for inspecting thin plate lap seam welded part
JP4364031B2 (en) Ultrasonic flaw detection image processing apparatus and processing method thereof
JPH07190995A (en) Method and device for detecting welding defect by ultrasonic wave
JP2682390B2 (en) Ultrasonic flaw detector for welds
JPH03233352A (en) Inspecting method for spot weld zone
JP4614219B2 (en) Inspection method and inspection apparatus for laser welded joint
JP3754669B2 (en) Ultrasonic flaw detection apparatus and ultrasonic flaw detection method
JP2003262622A (en) Ultrasonic inspection method
JPS59153167A (en) Method of testing welding section of multilayer joining structure by ultrasonic wave
JP7349390B2 (en) Ultrasonic inspection device for welded parts
WO2008133216A1 (en) Method and device for evaluating ultrasonic spot welded portion
RU2044313C1 (en) Process of ultrasonic inspection of tee welded joints of embedded fittings
RU2057331C1 (en) Process of ultrasonic testing of welded joints