JPH05115980A - フラツシユバツト溶接機の異常判定方法 - Google Patents

フラツシユバツト溶接機の異常判定方法

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JPH05115980A
JPH05115980A JP27963091A JP27963091A JPH05115980A JP H05115980 A JPH05115980 A JP H05115980A JP 27963091 A JP27963091 A JP 27963091A JP 27963091 A JP27963091 A JP 27963091A JP H05115980 A JPH05115980 A JP H05115980A
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welding
flash butt
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time
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JP27963091A
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Masaki Otsuka
正樹 大塚
Toshiaki Taira
俊昭 平
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 フラッシュバット溶接機で被溶接物を溶接す
る際における溶接機自体の異常の判定方法を提供する。 【構成】 被溶接物間に電圧を印加し始めてから被溶接
物の圧接直前までの時間を、複数の時間区間WA〜WD
に分け、各時間区間毎における溶接電流の個別の平均値
IA1〜IEmを求め、各個別平均値を時系列的に複数
回の各溶接毎に、さらに平均値<IA>〜<IE>を求
め、また標準偏差値σA〜σEを求め、これらの平均値
が、各時間区間毎に予め定めた値からずれているとき、
または標準偏差値が予め定める値からずれているときの
少なくともいずれか一方であるとき、フラッシュバット
溶接機自体に異常が生じたものと判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば熱延鋼板また
は酸洗済鋼板などの被溶接物をフラッシュバット溶接機
で溶接する際における溶接機自体の異常の判定方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】フラッシュバット溶接機を用いて鋼板
を、酸洗、冷間圧延、連続焼鈍等を行うラインの入側で
溶接する場合、前記溶接強度の確保は、板が破断した場
合の生産の減少およびロール損傷等から重要な管理項目
といえる。この強度は、溶接機自体の機械・電気的劣化
もしくはメンテナンス時の精度不良によって損なわれる
ケースが多い。
【0003】先行技術では、溶接機自体の劣化について
は、溶接毎に電流値、機械・電気動作状況、溶接部温度
等の各項目毎のサンプリング値を予め定める値と比較し
て判断している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、被溶接材の成分、接合断面積、測定器の精度な
どのばらつきのため、溶接機自体の劣化なのか前記ばら
つき要素によるのか判然としない。このため溶接機自体
の劣化を判断するのは、従来技術では難しくなる。
【0005】フラッシュバット溶接の溶接強度低下は、
経験上、機械・電気的設備劣化やメンテナンス時の精度
不良に起因するケースが多い。特に摺動部分のローラベ
アリング、リニアローラウエイ、クサビ部の損耗や、制
御用油圧ユニットの劣化、メンテナンス時の基本的寸法
精度の狂いが出ると致命的である。入熱量が維持できな
くなったり、火花放電後のアップセット量と呼ばれてい
る圧接量が不足または不均一になったりし、大幅な溶接
強度低下を引き起こす。
【0006】したがって本発明の目的は、溶接機自体の
劣化を精度よく判断する方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の被溶接
物間に電圧を印加した状態で、一対の被溶接物を近接移
動して溶接を行うフラッシュバット溶接機の異常判定方
法において、被溶接物間に電圧を印加し始めてから圧接
直前までの時間を、複数の時間区間に分け、各時間区間
毎における溶接電流の個別の平均値を求め、各個別平均
値を時系列に複数回の各溶接毎に、さらに平均値を求め
るとともに、各個別平均値の標準偏差値を求め、前記平
均値および標準偏差値を、各時間区間毎に予め定めた値
とそれぞれ比較し、前記平均値または標準偏差値の少な
くともいずれか一方が、各時間区間毎の予め定めた値か
らずれているとき、フラッシュバット溶接機の異常が発
生したものと判定することを特徴とするフラッシュバッ
ト溶接機の異常判定方法である。また本発明は、一対の
被溶接物間に電圧を印加した状態で、一対の被溶接物を
近接移動して溶接を行うフラッシュバット溶接機の異常
判定方法において、フラッシュバット溶接機本体の各機
械・電気動作状況および溶接部温度の各項目を、複数回
の各溶接毎に測定し、この測定値の時系列的な複数回の
溶接毎の平均値を求めるとともに、標準偏差値を求め、
各項目毎に前記平均値および標準偏差値を予め定めた値
とそれぞれ比較し、各項目の平均値または標準偏差値の
少なくともいずれか一方が、各項目毎の予め定めた値か
らずれているとき、フラッシュバット溶接機の異常が発
生したものと判定することを特徴とするフラッシュバッ
ト溶接機の異常判定方法である。
【0008】
【作用】本発明に従えば、一対の被溶接物間に電圧を印
加した状態で、一対の被溶接物を近接移動してフラッシ
ュバット溶接を行い、この被溶接物間に電圧を印加し始
めてから圧接直前までの時間を、複数の時間区間に分
け、各時間区間毎における溶接電流を、たとえばμse
cのオーダの間隔でサンプリングして測定し、その測定
値に基づいて、各時間区間毎の個別の平均値を求め、さ
らにこれらの各個別平均値を時系列に複数回の各溶接毎
に平均して平均値を求めるとともに、標準偏差値を求
め、これらの平均値および標準偏差値のいずれか少なく
とも一方が、予め定めた値からずれているとき、フラッ
シュバット溶接機に異常が生じたものと判定する。こう
してフラッシュバット溶接機自体の異常を確実に判定す
ることができるようになる。
【0009】さらに本発明に従えば、フラッシュバット
溶接機本体の各機械・電気動作状況、たとえば圧力およ
び距離などの測定値、ならびに溶接部温度の各項目を、
複数回の各溶接毎にサンプリングして測定し、この測定
値を、時系列に複数回の溶接毎に平均値を演算して求
め、また標準偏差値を求め、こうして得た各項目の平均
値または標準偏差値の少なくともいずれか一方が、その
平均値または標準偏差値に対応して予め定めた値からず
れているとき、フラッシュバット溶接機の異常が生じた
ものと判定することができる。こうして、フラッシュバ
ット溶接機自体の異常が生じているかどうかを確実に判
定することが可能になる。
【0010】
【実施例】図1は本発明の一実施例の系統図であり、図
2はそのフラッシュバット溶接機本体12の平面図であ
り、図3はそのフラッシュバット溶接機本体12の側面
図である。これらの図面を参照して、このフラッシュバ
ット溶接機本体12において、一対の熱延鋼板または酸
洗済鋼板などの被溶接物である鋼板1,2は、保持手段
3,4によってそれぞれ保持される。保持手段3は、固
定位置に設けられた基台5に固定される。保持手段4
は、被溶接物1にもう1つの被溶接物2を近接離反変位
可能にするために、移動体6に取付けられる。この移動
体6は駆動手段7によって移動される。保持手段3,
4、したがって被溶接物1,2には交流電源8からたと
えば60〜180Hzの電力が供給される。処理回路1
0は、この溶接電流9の検出出力に応答して、フラッシ
ュバット溶接機の異常の判定を行い、その溶接の異常時
にはランプ、ブザー、CRT(陰極線管)表示などの警
報手段11を動作させる。
【0011】フラッシュバット溶接機本体12の各機械
・電気動作状況を検出するセンサS1〜S10が設けら
れ、また溶接部温度を検出するときにセンサS11が設
けられる。センサS1,S2は、移動体6の移動量を検
出する。移動体6の圧接時の駆動は、複動油圧シリンダ
17によって行われる。このシリンダ17のピストン棒
の端部に形成された係止片18は、移動体6に形成され
た係止孔19に嵌まり込んで係止し、こうして移動体6
が圧接時に移動される。鋼板1,2の端部は、回転刃2
0を有するシャー本体21がレール22に沿って移動可
能であり、このシャー本体21は複動シリンダ23によ
って駆動される。シャー本体21の移動に必要な力は、
センサS5によって検出される。もう1つの刃24に関
してもまた、複動油圧シリンダ25が設けられ、同様に
センサS6が設けられる。この刃24に関する構成は、
図3において簡略化されて示されている。溶接後の鋼板
1,2のバリ取り切削用バイト26,27は、複動油圧
シリンダ28によって駆動され、センサS7は、そのバ
イト26,27の正常時からのずれ量を検出する。セン
サS8は、シャー本体21に作用する力を検出し、この
ことはまたシャー24に関連しても同様に設けられる。
センサS9,S10は、刃20の移動量を検出する。さ
らに基台5には、前述のセンサS11が設けられ、溶接
部の温度が検出される。
【0012】図4は、フラッシュバット溶接機本体12
の動作を説明するための図である。時刻t1において、
駆動手段7によって移動体6、したがって被溶接物2
を、もう1つの被溶接物1に近接移動する。この移動距
離は、時間経過に伴って図4(1)に示されるとおりに
変化する。被溶接物1,2間には、電源8から図4
(2)で示されるように、時刻t1から時刻t2までの
期間において電圧V1を印加し、時刻t2から時刻t3
の期間において前記電圧V1未満の電圧V2を印加し、
時刻t3から時刻t4の圧接時間では電圧V3を印加す
る。これによって検出手段9によって検出される溶接電
流は、図4(3)で示されるように変化する。
【0013】時刻t1から時刻t4の時間を、この図4
(3)で示されるように、たとえば5つの時間区間WA
〜WEに示されるように分ける。
【0014】まず、第1時間区間WAは時刻t1から電
圧の印加を開始し、かつ移動体6を移動し始めたときか
らフラッシュ火花放電が開始した時刻t5を経て、時刻
t6までの期間であり、この時間区間WAは約2秒程度
にする。この第1時間区間WAは、電圧印加開始後、フ
ラッシュ開始までの入熱がない時期を確認しやすくする
ために設ける。フラッシュバット溶接を行う際には、フ
リージング防止と入熱不足防止のために電圧印加開始時
は被溶接物1,2の突合わせ間隔を或る程度あけて開始
する。このため電圧印加開始時刻t1とフラッシュ開始
時刻t5がずれることになる。この突き合わせ間隔は、
被溶接物1,2の端板を切揃える切断刃や、位置決め機
構の精度によって決まる。このため、このような機械・
電気的動作状況の劣化が起こった場合、時間区間WAの
時刻tにおける電流I(t)の個別的な平均値IA1が
変化してくる。この状況については、後述の図5のよう
に、IA1〜IAmを時系列に複数m回毎に平均値<I
A>を求め、また標準偏差値σAを求めることで、被溶
接物の成分、接合断面積、測定器精度等の不可避的ばら
つきを或る程度、排除して機器劣化の判断値とすること
ができる。ただし、
【0015】
【数1】
【0016】
【数2】
【0017】
【数3】
【0018】以下、時間区間WB〜WEについても、そ
れぞれの時間区間に動作する機械・電気的動作状況の劣
化を、各区間毎の電流平均値IB〜IEを時系列に複数
回毎に平均値、標準偏差値を求めることで、被溶接物の
成分、接合断面積、測定器精度等の不可避的ばらつきを
或る程度、排除して、機器結果の判断値とすることがで
きる。
【0019】このようにして処理回路10のメモリ16
には、図5に示されるように、各時間区間WA〜WE毎
における溶接電流IA1〜IAm,IB1〜IBm,
…,IE1〜IEmで示される個別の平均値を演算して
ストアしておき、さらに各個別平均値IA1〜IEm
を、時系列に複数m回の各溶接毎に、さらに溶接電流平
均値<IA>〜<IE>を演算して求めて、メモリ16
にストアする。さらに各時間区間WA〜WE毎における
溶接電流の個別の平均値IA1〜IAmの標準偏差値σ
Aを求めてメモリ16にストアし、また同様に溶接電流
の個別の平均値IB1〜IBm,…,IE1〜IEmの
標準偏差値σB〜σEを演算して求める。
【0020】次に時間区間WAにおける溶接電流の平均
値<IA>が、その時間区間WAにおいて予め定める上
限値IAmax以上、下限値IAmin以下の値の正常
な範囲内にあるかを比較して、その比較の結果、<IA
>が前記範囲の外にずれているときには、フラッシュバ
ット溶接機の異常が生じたものと判断する。また標準偏
差値σAに関しても、その時間区間WAにおける予め定
める上限値σAmax以下の値の正常な範囲にあるかど
うかを比較して検出し、その範囲の外にずれているとき
には、フラッシュバット溶接機の異常が生じたものと判
断する。このようにして時間区間WAにおける溶接電流
の平均値<IA>および標準偏差値σAの少なくともい
ずれか一方が、前述の各平均値および標準偏差値に対応
した範囲の外にずれているときには、フラッシュバット
溶接機の異常が生じたものと判断する。その他の時間区
間WB〜WEに関しても、同様な比較判断が行われる。
前述の複数mは、溶接の1日分または1月分などであっ
てもよい。
【0021】センサS1〜S11は、上述のように、主
に摩耗、劣化の激しい部分に取付けられているけれど
も、それ以外の部分に設けられていてもよい。
【0022】溶接毎に各センサS1〜S11の出力値を
サンプリングし、それぞれ時系列に複数回毎に平均値、
標準偏差値を求めることで、溶接電流の場合と同様な手
法で被溶接物の成分、硬度、断面積、各測定器の精度等
の不可避的ばらつきを排除したうえで各機器劣化の判断
値とすることができる。なお、温度センサS11につい
ては、個別機器不具合というより、機器全体の総合評価
を可能とする。しかしながら、図2および図3に示すよ
うなセンサS1〜S11を広範囲に取付けることは、取
付け費用、センサ自体のメンテナンスの点で費用上、問
題が残る。そこで前述した電流平均値や温度センサで総
合的評価を行い、経験上、特に精度が要求されたり、摩
耗、劣化進行の速い機器のみに、個別的にセンサを取付
けて、個別判断を行うという方法が最も妥当である。
【0023】図6は、処理回路10の動作を説明するた
めのフローチャートである。ステップn1において、溶
接電流I(t)、タイミング、および各個別センサS1
〜S11のデータを受信する。ここで溶接電流について
は、各時間区間WA〜WE毎に個別に平均化してIA1
〜IE1を求める。ステップn2では、それぞれのデー
タを時系列に複数回(たとえば1日分や1月分)ずつ保
管し、平均値<IA>,…,<IE>と標準偏差値σA
〜σEを計算する。ステップn3では、図5のようにこ
の平均値、標準偏差値、異常判定上下限値が、各データ
項目毎にメモリにストアしてあり、溶接電流に関して
は、図5に示されるようにそれらの上限値および下限値
が予め定められてストアされている。
【0024】ステップn4では、溶接電流の平均値<I
A>〜<IE>、標準偏差値σA〜σEが、図5に示さ
れる各範囲内にあるかどうかを比較判断するとともに、
さらにセンサS1〜S11に関しても同様にそれらの平
均値および標準偏差値が前記電流と同様にして定めた範
囲内にあるかどうかを比較して判断し、それらの1つで
も範囲外にあるときには、フラッシュバット溶接機の異
常が生じたものと判定する。
【0025】ステップn5では、異常が生じたとき警報
信号を発信し、ステップn7において警報手段11を動
作させる。こうしてフラッシュバット溶接の異常を確実
に判定することが可能になる。また、異常判定のみでな
く、各平均値、標準偏差値(たとえば1日分、1月分)
をパーソナルコンピュータで折れ線グラフ化し、CRT
表示するようにしておけば、時系列推移が一層判りやす
くなり、機器劣化の判定に非常に有用である。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、フラッシ
ュバット溶接機において、その溶接機自体の異常が生じ
ているかどうかを判定するために、被溶接物間に電圧を
印加し始めてから被溶接物の圧接直前までの時間を、複
数の時間区間に分け、各時間区間毎に溶接電流の個別の
平均値を求め、これらの各個別平均値を時系列に複数回
の各溶接毎に、さらに平均値を求め、また標準偏差値を
求め、こうして平均値または標準偏差値のいずれか少な
くとも一方が、予め定めた値からずれているとき、フラ
ッシュバット溶接機の異常が生じたものと判定するよう
にしたので、そのフラッシュバット溶接機の異常を確実
に判定することができるようになる。
【0027】さらに本発明によれば、フラッシュバット
溶接機本体の各機械・電気動作状況および溶接部温度の
各項目を、複数回の各溶接毎にサンプリングして測定
し、時系列的に複数回の溶接毎に、各測定値の平均値お
よび標準偏差値を求め、こうして得た各項目毎の前記平
均値を予め定めた値と比較し、また前記標準偏差値を予
め定めた値と比較し、こうして平均値および標準偏差値
が、それらの平均値および標準偏差値に対応して予め定
めた値からずれているとき、フラッシュバット溶接機の
異常が生じたものと判定するようにしたので、そのフラ
ッシュバット溶接機の異常を確実に判定することが可能
になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の全体の構成を示す系統図で
ある。
【図2】フラッシュバット溶接機本体12の簡略化した
平面図である。
【図3】フラッシュバット溶接機本体12の簡略化した
側面図である。
【図4】フラッシュバット溶接機本体12を用いて溶接
を行うときの動作を説明するための図である。
【図5】メモリ16のストア内容の一部を示す図であ
る。
【図6】処理回路10の動作を説明するためのフローチ
ャートである。
【符号の説明】
1,2 被溶接物 3,4 保持手段 5 基台 6 移動体 7 駆動手段 8 交流電源 9 溶接電流検出手段 10 処理回路 12 フラッシュバット溶接機本体 15 処理回路 S1〜S11 センサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の被溶接物間に電圧を印加した状態
    で、一対の被溶接物を近接移動して溶接を行うフラッシ
    ュバット溶接機の異常判定方法において、 被溶接物間に電圧を印加し始めてから圧接直前までの時
    間を、複数の時間区間に分け、各時間区間毎における溶
    接電流の個別の平均値を求め、 各個別平均値を時系列に複数回の各溶接毎に、さらに平
    均値を求めるとともに、各個別平均値の標準偏差値を求
    め、 前記平均値および標準偏差値を、各時間区間毎に予め定
    めた値とそれぞれ比較し、前記平均値または標準偏差値
    の少なくともいずれか一方が、各時間区間毎の予め定め
    た値からずれているとき、フラッシュバット溶接機の異
    常が発生したものと判定することを特徴とするフラッシ
    ュバット溶接機の異常判定方法。
  2. 【請求項2】 一対の被溶接物間に電圧を印加した状態
    で、一対の被溶接物を近接移動して溶接を行うフラッシ
    ュバット溶接機の異常判定方法において、 フラッシュバット溶接機本体の各機械・電気動作状況お
    よび溶接部温度の各項目を、複数回の各溶接毎に測定
    し、 この測定値の時系列的な複数回の溶接毎の平均値を求め
    るとともに、標準偏差値を求め、 各項目毎に前記平均値および標準偏差値を予め定めた値
    とそれぞれ比較し、 各項目の平均値または標準偏差値の少なくともいずれか
    一方が、各項目毎の予め定めた値からずれているとき、
    フラッシュバット溶接機の異常が発生したものと判定す
    ることを特徴とするフラッシュバット溶接機の異常判定
    方法。
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