JPH06100582B2 - 火花突合せ溶接の溶接部診断方法 - Google Patents
火花突合せ溶接の溶接部診断方法Info
- Publication number
- JPH06100582B2 JPH06100582B2 JP24937185A JP24937185A JPH06100582B2 JP H06100582 B2 JPH06100582 B2 JP H06100582B2 JP 24937185 A JP24937185 A JP 24937185A JP 24937185 A JP24937185 A JP 24937185A JP H06100582 B2 JPH06100582 B2 JP H06100582B2
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- welded
- welding
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、火花突合せ溶接の溶接部診断方法に係わり、
特にアコースティックエミッション（Acoustic Emissi
on:以下AEと略称する）技術を利用した診断方法に関す
る。
特にアコースティックエミッション（Acoustic Emissi
on:以下AEと略称する）技術を利用した診断方法に関す
る。
〔従来の技術〕 近年、火花突合せ溶接は、圧接の際に溶接金属が溶接面
から押出されて清浄な溶接部が得られる上、通常、短時
間で溶接作業が終了し極めて能率的であるため、航空
機，自動車等の車両工業分野あるいは建築分野に広く実
用化されている。
から押出されて清浄な溶接部が得られる上、通常、短時
間で溶接作業が終了し極めて能率的であるため、航空
機，自動車等の車両工業分野あるいは建築分野に広く実
用化されている。
第５図は火花突合せ溶接を説明するための図であって、
図中１はコントローラ、２はトランス、3a,3bおよび4a,
4bは各々一対の電極、５は固定側の被溶接部材、６は可
動側の被溶接部材である。溶接を行なう場合には、両被
溶接部材5,6の溶接面5a,6baを軽く接触させつつコント
ローラ１およびトランス２の作用により大電流を流し、
溶接面5a,6aに電気火花を発生させつつその熱で被溶接
部材5,6を加熱し、その後、溶接面5a,6aが金属蒸気と溶
融金属とで覆われた状態において、可動側被溶接部材６
に急激な強圧力を加えて圧接する。こうすることによ
り、被溶接部材５と６との溶接が完了する。
図中１はコントローラ、２はトランス、3a,3bおよび4a,
4bは各々一対の電極、５は固定側の被溶接部材、６は可
動側の被溶接部材である。溶接を行なう場合には、両被
溶接部材5,6の溶接面5a,6baを軽く接触させつつコント
ローラ１およびトランス２の作用により大電流を流し、
溶接面5a,6aに電気火花を発生させつつその熱で被溶接
部材5,6を加熱し、その後、溶接面5a,6aが金属蒸気と溶
融金属とで覆われた状態において、可動側被溶接部材６
に急激な強圧力を加えて圧接する。こうすることによ
り、被溶接部材５と６との溶接が完了する。
ところで、上記火花突合せ溶接の溶接部を診断する場
合、一般に、放射線透過試験法あるいは超音波探傷試験
法等の非破壊検査法が適用されているが、これら試験法
は実時間で診断できない上、被溶接部材の形状が複雑な
場合には診断が困難となることもあった。このため、フ
ラッシュ電圧，フラッシュ電流，フラッシュ量ならびに
アプセット通電時間，アプセット量等の各種溶接プロセ
スに対する制御および監視を行なうことにより、溶接部
の品質を評価することもあったが、これでは溶接欠陥の
有無を高信頼度で判断することはできなかった。さら
に、抜取りによる材料試験も行なわれていたが、信頼性
の向上をはかり得るものではなかった。
合、一般に、放射線透過試験法あるいは超音波探傷試験
法等の非破壊検査法が適用されているが、これら試験法
は実時間で診断できない上、被溶接部材の形状が複雑な
場合には診断が困難となることもあった。このため、フ
ラッシュ電圧，フラッシュ電流，フラッシュ量ならびに
アプセット通電時間，アプセット量等の各種溶接プロセ
スに対する制御および監視を行なうことにより、溶接部
の品質を評価することもあったが、これでは溶接欠陥の
有無を高信頼度で判断することはできなかった。さら
に、抜取りによる材料試験も行なわれていたが、信頼性
の向上をはかり得るものではなかった。
そこで本発明は、火花突合せ溶接における溶接部を非破
壊的に実時間でかつ高信頼度で診断することができる火
花突合せ溶接の溶接部診断方法を提供することを目的と
する。
壊的に実時間でかつ高信頼度で診断することができる火
花突合せ溶接の溶接部診断方法を提供することを目的と
する。
本発明は、上記問題点を解決し目的を達成するために、
火花突合せ溶接終了後に溶接部から発生するAEの１回目
のピーク量と２回目のピーク量とをそれぞれ計数し、こ
のAEの１回目のピーク量及び２回目のピーク量により予
め設定された良否識別線図に基いて溶接部の良否を診断
するようにしたものである。
火花突合せ溶接終了後に溶接部から発生するAEの１回目
のピーク量と２回目のピーク量とをそれぞれ計数し、こ
のAEの１回目のピーク量及び２回目のピーク量により予
め設定された良否識別線図に基いて溶接部の良否を診断
するようにしたものである。
本発明方法においては、予め火花突合せ溶接における溶
接部の良品を識別するための良否識別線図が設定されて
いる。しかして、火花突合せ溶接が終了すると、溶接部
から発生するAEの１回目のピーク量と２回目のピーク量
とがそれぞれ計数される。そして、このAEの１回目のピ
ーク量及び２回目のピーク量が前記良否識別線図の良領
域を満足する場合には溶接部が良好であると評価され、
不良領域に含まれる場合には溶接不良であると評価され
る。
接部の良品を識別するための良否識別線図が設定されて
いる。しかして、火花突合せ溶接が終了すると、溶接部
から発生するAEの１回目のピーク量と２回目のピーク量
とがそれぞれ計数される。そして、このAEの１回目のピ
ーク量及び２回目のピーク量が前記良否識別線図の良領
域を満足する場合には溶接部が良好であると評価され、
不良領域に含まれる場合には溶接不良であると評価され
る。
以下、本発明方法の一実施例を図面を参照しながら説明
する。本実施例においては、溶接部近傍にAEセンサを設
け、これにより火花突合せ溶接終了後のAE信号を検出
し、このAE信号発生量に基いて溶接部の良否識別を行な
うものとなっている。
する。本実施例においては、溶接部近傍にAEセンサを設
け、これにより火花突合せ溶接終了後のAE信号を検出
し、このAE信号発生量に基いて溶接部の良否識別を行な
うものとなっている。
第１図は一般的な火花突合せ溶接時における溶接部近傍
のAE信号発生パターンを示している。同図から明らかな
ように、時点t0にて突合せ溶接終了後、AE信号が発生
し、時点t1にてAE信号発生量が極小値となった後、再び
時点t2に至るまでAE信号は発生する。ここで、時点t0か
ら時点t1までの第１のピークにて発生するAE信号の発生
量は、主として火花突合せ溶接時の加圧量（アプセット
量）が多いほど増加し、時点t1から時点t2までの第２の
ピークにて発生するAE信号の発生量は、主として火花突
合せ溶接時の入熱量が多いほど増加する。因みに、第１
のピークのAE信号は、主に圧接時に溶接部から押し出さ
れたバリが溶接終了後の冷却過程の熱変形により擦れる
ときに発生するAE信号であると考えられ、加圧量が多け
れば多いほどバリが多くなるためAE信号の発生量は増加
する。一方、第２のピークのAE信号は、主に冷却過程に
おいて鋼の変態点を通る際に発生するAE信号であると考
えられ、入熱量が多ければ多いほど変態をおこす鋼の量
が増えるのでAE信号の発生量は増加する。本実施例で
は、この時点t0から時点t1までの第１ピークのAE信号発
生量と、時点t1から時点t2までの第２のピークのAE信号
発生量とを用いて溶接部診断を行なう。
のAE信号発生パターンを示している。同図から明らかな
ように、時点t0にて突合せ溶接終了後、AE信号が発生
し、時点t1にてAE信号発生量が極小値となった後、再び
時点t2に至るまでAE信号は発生する。ここで、時点t0か
ら時点t1までの第１のピークにて発生するAE信号の発生
量は、主として火花突合せ溶接時の加圧量（アプセット
量）が多いほど増加し、時点t1から時点t2までの第２の
ピークにて発生するAE信号の発生量は、主として火花突
合せ溶接時の入熱量が多いほど増加する。因みに、第１
のピークのAE信号は、主に圧接時に溶接部から押し出さ
れたバリが溶接終了後の冷却過程の熱変形により擦れる
ときに発生するAE信号であると考えられ、加圧量が多け
れば多いほどバリが多くなるためAE信号の発生量は増加
する。一方、第２のピークのAE信号は、主に冷却過程に
おいて鋼の変態点を通る際に発生するAE信号であると考
えられ、入熱量が多ければ多いほど変態をおこす鋼の量
が増えるのでAE信号の発生量は増加する。本実施例で
は、この時点t0から時点t1までの第１ピークのAE信号発
生量と、時点t1から時点t2までの第２のピークのAE信号
発生量とを用いて溶接部診断を行なう。
なお、上記時点t1およびt2は被溶接部材の形状（棒鋼，
パイプ，レールなど），寸法および材質等により異なっ
た値となるが、同一形状，同一寸法，同一材質であれば
ほぼ一定の値となる。
パイプ，レールなど），寸法および材質等により異なっ
た値となるが、同一形状，同一寸法，同一材質であれば
ほぼ一定の値となる。
第２図は被溶接部材として丸棒鋼を選択し、フラッシュ
電圧，フラッシュ電流，フラッシュ量，アプセット通電
時間，アプセット量の各溶接プロセス値を種々に変えて
火花突合せ溶接を行なったときにおいて、溶接終了時点
から10秒後すなわち第１図中t0からt1までのAE計数量
（横軸）と、それ以降すなわち第１図中t1からt2までの
AE計数量（縦軸）とをグラフ化した良否認識線図を示し
ている。なお、溶接終了後の材料試験結果により溶接部
に欠陥等が存在し不良であると判定された場合は図中
「黒丸」で指示し、良好であると判定された場合には図
中「白丸」で指示している。
電圧，フラッシュ電流，フラッシュ量，アプセット通電
時間，アプセット量の各溶接プロセス値を種々に変えて
火花突合せ溶接を行なったときにおいて、溶接終了時点
から10秒後すなわち第１図中t0からt1までのAE計数量
（横軸）と、それ以降すなわち第１図中t1からt2までの
AE計数量（縦軸）とをグラフ化した良否認識線図を示し
ている。なお、溶接終了後の材料試験結果により溶接部
に欠陥等が存在し不良であると判定された場合は図中
「黒丸」で指示し、良好であると判定された場合には図
中「白丸」で指示している。
同図に示すように、両AE計数の関係が曲線Ａ−Ａよりも
下側の領域に位置する場合の溶接部は全て不良となって
おり、曲線Ｂ−Ｂよりも上側の領域に位置する場合の溶
接部は全て良好となっている。また、曲線Ａ−Ａと曲線
Ｂ−Ｂとの間の領域は良・不良の境界領域となってい
る。
下側の領域に位置する場合の溶接部は全て不良となって
おり、曲線Ｂ−Ｂよりも上側の領域に位置する場合の溶
接部は全て良好となっている。また、曲線Ａ−Ａと曲線
Ｂ−Ｂとの間の領域は良・不良の境界領域となってい
る。
すなわち、火花突合せ溶接終了時点t0からt1までのAE発
生量と、上記t1以降のAE発生量とを計数し、これら両AE
発生量の計数値を前記良否識別線図に当はめることによ
り、非破壊的方法でリアルタイムにかつ高信頼度で溶接
部を診断することができる。なお、第１図中時点t2に相
当する時間はせいぜい300〜400秒であり、速やかに診断
結果が得られることにかわりはない。
生量と、上記t1以降のAE発生量とを計数し、これら両AE
発生量の計数値を前記良否識別線図に当はめることによ
り、非破壊的方法でリアルタイムにかつ高信頼度で溶接
部を診断することができる。なお、第１図中時点t2に相
当する時間はせいぜい300〜400秒であり、速やかに診断
結果が得られることにかわりはない。
第３図は本実施例を実現するためのシステム構成を示す
模式図である。第３図において、10a,10bは被溶接部材
としての丸棒鋼であって、火花突合せ溶接により溶接部
11の溶接が行なわれるものとなっている。12a,12bは上
記丸棒鋼10a,10bをそれぞれ保持するクランプ部であっ
て、このクランプ部12a,12bにはAEセンサ13a,13bがそれ
ぞれ設けられている。これらAEセンサ13a,13bにより検
出されたAE信号は、それぞれバンドパスフィルタ14a,14
bに与えられ、所定周波数帯域のAE信号のみが増幅器15
a,15bに出力される。そして、これら増幅器15a,15bにて
増幅された所定周波数帯域のAE信号は、各識別回路16a,
16bにて所定のしきい値レベルで識別され、しきい値レ
ベル以上の信号のみが時間差計測部17に供給される。こ
の時間差計測部17は、両入力信号に基いてAEセンサ13a
と13bとにそれぞれ到達するAE信号の到達時間差を求め
るものであって、この時間差計測部17にて求められた到
達時間差に基いてAEカウンタ18により溶接部11近傍のAE
発生量が計数される。このAEカウンタ18のカウント出力
は、良否判定回路19に与えられ、この良否判定回路19に
て溶接終了直後の第１図t0からt1に相当する時間内のAE
計数量と、第１図t1からt2に相当する時間内のAE計数量
とを求め、これら両AE計数量を、データテーブル20に予
め格納されている第２図に示す良否識別線図に当てはめ
て溶接部11の良否を判定し、判定結果を出力する。
模式図である。第３図において、10a,10bは被溶接部材
としての丸棒鋼であって、火花突合せ溶接により溶接部
11の溶接が行なわれるものとなっている。12a,12bは上
記丸棒鋼10a,10bをそれぞれ保持するクランプ部であっ
て、このクランプ部12a,12bにはAEセンサ13a,13bがそれ
ぞれ設けられている。これらAEセンサ13a,13bにより検
出されたAE信号は、それぞれバンドパスフィルタ14a,14
bに与えられ、所定周波数帯域のAE信号のみが増幅器15
a,15bに出力される。そして、これら増幅器15a,15bにて
増幅された所定周波数帯域のAE信号は、各識別回路16a,
16bにて所定のしきい値レベルで識別され、しきい値レ
ベル以上の信号のみが時間差計測部17に供給される。こ
の時間差計測部17は、両入力信号に基いてAEセンサ13a
と13bとにそれぞれ到達するAE信号の到達時間差を求め
るものであって、この時間差計測部17にて求められた到
達時間差に基いてAEカウンタ18により溶接部11近傍のAE
発生量が計数される。このAEカウンタ18のカウント出力
は、良否判定回路19に与えられ、この良否判定回路19に
て溶接終了直後の第１図t0からt1に相当する時間内のAE
計数量と、第１図t1からt2に相当する時間内のAE計数量
とを求め、これら両AE計数量を、データテーブル20に予
め格納されている第２図に示す良否識別線図に当てはめ
て溶接部11の良否を判定し、判定結果を出力する。
上述したようなシステム構成により、丸棒鋼10a,10bの
溶接部11の状態を非破壊的にリアルタイムで診断するこ
とができる。また、丸棒鋼10a,10bを保持するクランプ
部12a,12bにAEセンサ13a,13bを設けるだけなので、被溶
接部材の形状に囚われず溶接部を診断することができ
る。
溶接部11の状態を非破壊的にリアルタイムで診断するこ
とができる。また、丸棒鋼10a,10bを保持するクランプ
部12a,12bにAEセンサ13a,13bを設けるだけなので、被溶
接部材の形状に囚われず溶接部を診断することができ
る。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではない。
たとえば、前記実施例では被溶接部材として丸棒鋼の火
花突合せ溶接を行なった際の溶接部診断について説明し
たが、被溶接部材の寸法ならびに形状（レール，パイプ
など）に応じてそれぞれの良否識別線図を予め求めてお
くことにより、様々な被溶接部材の火花突合せ溶接にお
ける溶接部診断を非破壊的にかつリアルタイムで行なう
ことができる。また、第３図においてAEセンサ13a,13b
をクランプ部12a,12bにそれぞれ設けた場合を示した
が、例えば第４図に示すようにクランプ部12a,12bの外
側の丸棒鋼10a,10bに直接AEセンサ13c,13dを設けると共
に、溶接部11の近傍にAEセンサ13eを設け、AEセンサ13
c,13dによりクランプ部12a,12bからの雑音を除去するよ
うにし、AEセンサ13eによって溶接部11近傍のAE信号を
検出するようにしてもよい。このほか、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論であ
る。
たとえば、前記実施例では被溶接部材として丸棒鋼の火
花突合せ溶接を行なった際の溶接部診断について説明し
たが、被溶接部材の寸法ならびに形状（レール，パイプ
など）に応じてそれぞれの良否識別線図を予め求めてお
くことにより、様々な被溶接部材の火花突合せ溶接にお
ける溶接部診断を非破壊的にかつリアルタイムで行なう
ことができる。また、第３図においてAEセンサ13a,13b
をクランプ部12a,12bにそれぞれ設けた場合を示した
が、例えば第４図に示すようにクランプ部12a,12bの外
側の丸棒鋼10a,10bに直接AEセンサ13c,13dを設けると共
に、溶接部11の近傍にAEセンサ13eを設け、AEセンサ13
c,13dによりクランプ部12a,12bからの雑音を除去するよ
うにし、AEセンサ13eによって溶接部11近傍のAE信号を
検出するようにしてもよい。このほか、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論であ
る。
以上詳述したように本発明は、火花突合せ溶接終了後に
溶接部から発生するAE信号の１回目のピーク量と２回目
のピーク量とをそれぞれ計数し、このAE信号の１回目の
ピーク量及び２回目のピーク量により予め設定された良
否識別線図に基いて溶接部の良否を診断する火花突合せ
溶接の溶接部診断方法であるので、火花突合せ溶接にお
ける溶接部を非破壊的に短時間でかつ高信頼度をもって
診断することができる。
溶接部から発生するAE信号の１回目のピーク量と２回目
のピーク量とをそれぞれ計数し、このAE信号の１回目の
ピーク量及び２回目のピーク量により予め設定された良
否識別線図に基いて溶接部の良否を診断する火花突合せ
溶接の溶接部診断方法であるので、火花突合せ溶接にお
ける溶接部を非破壊的に短時間でかつ高信頼度をもって
診断することができる。
第１図ないし第３図は本発明の一実施例を説明するため
の図であって、第１図は一般的なAE信号発生パターンを
示す図、第２図は良否識別線図を示す図、第３図は本実
施例を実現するシステム構成を示す系統図、第４図はAE
センサ取付け位置の変形例を示す模式図、第５図は火花
突合せ溶接を説明するための模式図である。 10a,10b……丸棒鋼（被溶接部材）、11……溶接部、12
a,12b……クランプ部、13a〜13e……AEセンサ、14a,14b
……バンドパスフィルタ、15a,15b……信号増幅器、16
a,16b……識別回路、17……時間差計測部、18……AEカ
ウンタ、19……良否判定回路、20……データテーブル。
の図であって、第１図は一般的なAE信号発生パターンを
示す図、第２図は良否識別線図を示す図、第３図は本実
施例を実現するシステム構成を示す系統図、第４図はAE
センサ取付け位置の変形例を示す模式図、第５図は火花
突合せ溶接を説明するための模式図である。 10a,10b……丸棒鋼（被溶接部材）、11……溶接部、12
a,12b……クランプ部、13a〜13e……AEセンサ、14a,14b
……バンドパスフィルタ、15a,15b……信号増幅器、16
a,16b……識別回路、17……時間差計測部、18……AEカ
ウンタ、19……良否判定回路、20……データテーブル。
Claims (1)
- 【請求項１】火花突合せ溶接終了後に溶接部から発生す
るアコースティックエミッションの１回目のピーク量と
２回目のピーク量とをそれぞれ計数し、このアコーステ
ィックエミッションの１回目のピーク量及び２回目のピ
ーク量により予め設定された良否識別線図に基いて前記
溶接部の良否を診断するようにしたことを特徴とする火
花突合せ溶接の溶接部診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24937185A JPH06100582B2 (ja) | 1985-11-07 | 1985-11-07 | 火花突合せ溶接の溶接部診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24937185A JPH06100582B2 (ja) | 1985-11-07 | 1985-11-07 | 火花突合せ溶接の溶接部診断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62108154A JPS62108154A (ja) | 1987-05-19 |
| JPH06100582B2 true JPH06100582B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=17192025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24937185A Expired - Lifetime JPH06100582B2 (ja) | 1985-11-07 | 1985-11-07 | 火花突合せ溶接の溶接部診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100582B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103675103A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-03-26 | 重庆理工大学 | 一种利用电阻点焊过程声发射信号能量当量定量检测熔核裂纹的方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103487136B (zh) * | 2013-10-15 | 2016-01-20 | 重庆理工大学 | 一种利用电阻点焊过程声发射信号能量当量定量检测焊接喷溅的方法 |
-
1985
- 1985-11-07 JP JP24937185A patent/JPH06100582B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103675103A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-03-26 | 重庆理工大学 | 一种利用电阻点焊过程声发射信号能量当量定量检测熔核裂纹的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62108154A (ja) | 1987-05-19 |
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