JPH06170566A - 突合せ溶接の欠陥検出方法 - Google Patents
突合せ溶接の欠陥検出方法Info
- Publication number
- JPH06170566A JPH06170566A JP5211715A JP21171593A JPH06170566A JP H06170566 A JPH06170566 A JP H06170566A JP 5211715 A JP5211715 A JP 5211715A JP 21171593 A JP21171593 A JP 21171593A JP H06170566 A JPH06170566 A JP H06170566A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- bead
- defect
- ratio
- butt welding
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接工程の後に圧延工程を持つ生産ラインに
適用可能で、検出した溶接欠陥を直ちに生産ラインに反
映させることができる突合せ溶接の欠陥検出手段を得
る。 【構成】 母材端部をビードを介して接合する突合せ溶
接の欠陥検出方法であって、ビードのクロス方向断面を
撮像し、この撮像されたビードのクロス方向断面の最大
幅と最小幅の比から溶接部の欠陥を検出する。これによ
って、溶接欠陥のリアルタイムでの検出が可能となる。
適用可能で、検出した溶接欠陥を直ちに生産ラインに反
映させることができる突合せ溶接の欠陥検出手段を得
る。 【構成】 母材端部をビードを介して接合する突合せ溶
接の欠陥検出方法であって、ビードのクロス方向断面を
撮像し、この撮像されたビードのクロス方向断面の最大
幅と最小幅の比から溶接部の欠陥を検出する。これによ
って、溶接欠陥のリアルタイムでの検出が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は突合せ溶接の欠陥検出方
法、特に母材と異なる延性のビードを持ち、溶接後圧延
される工程を有する生産ラインに好適に使用できる突合
せ溶接の欠陥検出方法に関する。
法、特に母材と異なる延性のビードを持ち、溶接後圧延
される工程を有する生産ラインに好適に使用できる突合
せ溶接の欠陥検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】構造物の溶接欠陥に起因する脆性破壊
は、船舶、橋梁、圧力容器等の製造中あるいは稼働中に
瞬間的に生じ、大規模な損傷事故を引起し易い。このた
め溶接部の品質管理には充分な注意が払われ、従来より
種々の欠陥評価方法が確立されている。
は、船舶、橋梁、圧力容器等の製造中あるいは稼働中に
瞬間的に生じ、大規模な損傷事故を引起し易い。このた
め溶接部の品質管理には充分な注意が払われ、従来より
種々の欠陥評価方法が確立されている。
【０００３】この評価方法は、溶接便覧（溶接学会編）
の第Ｖ章に記載されているように、破壊試験と非破壊試
験とに大別され、破壊試験としては、溶接部の引張、曲
げ、硬さ、衝撃、疲れ、クリープ等の機械的試験、また
物性や熱特性、電気・磁気特性等の物理的試験、肉眼や
顕微鏡による冶金学的試験などが挙げられ、また非破壊
試験としては、外観、漏れ、浸透、けい光、音響、超音
波等による試験方法が挙げられる。
の第Ｖ章に記載されているように、破壊試験と非破壊試
験とに大別され、破壊試験としては、溶接部の引張、曲
げ、硬さ、衝撃、疲れ、クリープ等の機械的試験、また
物性や熱特性、電気・磁気特性等の物理的試験、肉眼や
顕微鏡による冶金学的試験などが挙げられ、また非破壊
試験としては、外観、漏れ、浸透、けい光、音響、超音
波等による試験方法が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方鋼板の溶接には、
特に溶接部の強度確保のため成分調整としてのフィラー
が混入され、結果として母材である鋼板と溶接部とはそ
の延性において違いが生じている。このため、溶接後の
圧延工程において、溶接部が均一に圧延されず、一部母
材内に侵入して不規則に変形した状態となる。
特に溶接部の強度確保のため成分調整としてのフィラー
が混入され、結果として母材である鋼板と溶接部とはそ
の延性において違いが生じている。このため、溶接後の
圧延工程において、溶接部が均一に圧延されず、一部母
材内に侵入して不規則に変形した状態となる。
【０００５】この溶接部の形状変形によって、圧延時に
おける溶接部破断が生じ、生産ラインの停止等鋼板の製
造能率低下の要因となっている。このため、圧延時にお
ける溶接部破断を未然に防ぐ、溶接部欠陥の有効な検出
方法の確立が待たれているところである。
おける溶接部破断が生じ、生産ラインの停止等鋼板の製
造能率低下の要因となっている。このため、圧延時にお
ける溶接部破断を未然に防ぐ、溶接部欠陥の有効な検出
方法の確立が待たれているところである。
【０００６】しかしながら、上記した従来の破壊試験及
び非破壊試験は、いずれも製造された溶接構造物の事後
的な評価に止まり、しかもその評価には時間を要し、リ
アルタイムで溶接の欠陥を知ることはできない。したが
って、上記従来の方法では、溶接部の欠陥を直ちに検出
して製造ラインに反映させ、このような溶接欠陥の発生
を未然に防ぐことはできない。
び非破壊試験は、いずれも製造された溶接構造物の事後
的な評価に止まり、しかもその評価には時間を要し、リ
アルタイムで溶接の欠陥を知ることはできない。したが
って、上記従来の方法では、溶接部の欠陥を直ちに検出
して製造ラインに反映させ、このような溶接欠陥の発生
を未然に防ぐことはできない。
【０００７】本発明において解決すべき課題は、溶接工
程の後に圧延工程を持つ生産ラインに適用可能で、検出
した溶接欠陥を直ちに生産ラインに反映させることがで
きる突合せ溶接の欠陥検出手段を得ることにある。
程の後に圧延工程を持つ生産ラインに適用可能で、検出
した溶接欠陥を直ちに生産ラインに反映させることがで
きる突合せ溶接の欠陥検出手段を得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者はかかる欠陥の
検出方法として、突合せ溶接におけるビードの形状に着
目することによって、全く新規な検出方法を確立したも
ので、ビードのクロス方向断面の最大幅及び最小幅の比
から欠陥を検出することを特徴とする。
検出方法として、突合せ溶接におけるビードの形状に着
目することによって、全く新規な検出方法を確立したも
ので、ビードのクロス方向断面の最大幅及び最小幅の比
から欠陥を検出することを特徴とする。
【０００９】かかる方法による検出結果を、生産ライン
に設けたレーザ溶接機等にフィードバックさせ、金属ス
トリップ間のギャップ、レーザビームの中心位置、被溶
接部材の位置等を適宜制御し、クロス方向断面の最大幅
と最小幅の比（以下ｒw と称する）を２．４以下とする
ことによって、以降に行われる溶接を欠陥の無いものと
することができる。
に設けたレーザ溶接機等にフィードバックさせ、金属ス
トリップ間のギャップ、レーザビームの中心位置、被溶
接部材の位置等を適宜制御し、クロス方向断面の最大幅
と最小幅の比（以下ｒw と称する）を２．４以下とする
ことによって、以降に行われる溶接を欠陥の無いものと
することができる。
【００１０】
【作用】従来よりビード形状が圧延後の亀裂の発生と重
要な関係があることは認識されていたものの、これを定
量的に判断する手法はなかった。そこで、本発明者は、
圧延後の亀裂の発生とビード形状の相関関係を調べるた
め、ビード形状を種々変えて実験を行った。その結果、
ビードのクロス方向における最大幅と最小幅との比が、
圧延後の亀裂発生と強い相関関係にあることを知見し
た。
要な関係があることは認識されていたものの、これを定
量的に判断する手法はなかった。そこで、本発明者は、
圧延後の亀裂の発生とビード形状の相関関係を調べるた
め、ビード形状を種々変えて実験を行った。その結果、
ビードのクロス方向における最大幅と最小幅との比が、
圧延後の亀裂発生と強い相関関係にあることを知見し
た。
【００１１】図３は、厚み２．５ｍｍの鋼板を、溶接速
度とフィラー送り速度の比が一定の条件でレーザ溶接
し、冷間圧延機によって、厚み０．５ｍｍに圧延した時
の試験結果で、横軸はビードの最大幅（Ｗmax ）と最小
幅（Ｗmin ）の比ｒW 、縦軸は亀裂の発生頻度を示す。
度とフィラー送り速度の比が一定の条件でレーザ溶接
し、冷間圧延機によって、厚み０．５ｍｍに圧延した時
の試験結果で、横軸はビードの最大幅（Ｗmax ）と最小
幅（Ｗmin ）の比ｒW 、縦軸は亀裂の発生頻度を示す。
【００１２】同図に示すようにｒW が２．４以下では殆
ど亀裂の発生が見られなかったのに対し、２．４を超え
ると亀裂の発生が多いことが分かる。これは、板厚及び
板幅の如何に拘わらず同じ傾向が見られた。
ど亀裂の発生が見られなかったのに対し、２．４を超え
ると亀裂の発生が多いことが分かる。これは、板厚及び
板幅の如何に拘わらず同じ傾向が見られた。
【００１３】この現象は、ｒw が２．４を超えると、そ
の後の圧延により図４に示すようにビード部が不均一な
変形を起こし、そのくびれが生じた部分に母材が巻き込
まれ、これによって母材端面部とビードとの間に平滑な
接合面が形成されず、結果として充分な接合力が得られ
ずに、母材とビードとの接合面に亀裂が生じ易くなるも
のと推察される。本発明はこのようにビードのクロス方
向の最大幅と最小幅の比ｒw によって欠陥の検出を行う
ことに特徴がある。
の後の圧延により図４に示すようにビード部が不均一な
変形を起こし、そのくびれが生じた部分に母材が巻き込
まれ、これによって母材端面部とビードとの間に平滑な
接合面が形成されず、結果として充分な接合力が得られ
ずに、母材とビードとの接合面に亀裂が生じ易くなるも
のと推察される。本発明はこのようにビードのクロス方
向の最大幅と最小幅の比ｒw によって欠陥の検出を行う
ことに特徴がある。
【００１４】
【実施例】以下本発明を図面に示す実施例に基づいて具
体的に説明する。
体的に説明する。
【００１５】図１は電磁鋼板またはステンレス鋼板の生
産ラインにおける溶接工程を示し、図中１は矢印方向に
進行する電磁鋼板、２は電磁鋼板１の上部に設けられた
レーザ溶接機で、電磁鋼板１の幅方向に移動して自動で
溶接を行う。このレーザ溶接機２は、図示しない機構に
よって、クロス方向、トーチ進行方向、また上下方向に
移動可能で、また溶接速度も変更可能である。
産ラインにおける溶接工程を示し、図中１は矢印方向に
進行する電磁鋼板、２は電磁鋼板１の上部に設けられた
レーザ溶接機で、電磁鋼板１の幅方向に移動して自動で
溶接を行う。このレーザ溶接機２は、図示しない機構に
よって、クロス方向、トーチ進行方向、また上下方向に
移動可能で、また溶接速度も変更可能である。
【００１６】さらにレーザ溶接機２のクロス方向前方位
置には撮像手段としてのＸ線カメラ３が設けられ、これ
によって図２に示すようにビード４のトーチ進行方向断
面が撮影される。さらにこの撮像から、検出制御装置５
によって、図２のビードの最大幅ＷMax 及び最小幅Ｗ
Min を解析し、その結果を溶接機制御装置６に送る。こ
こでｒw が２．４以内であればそのまま通板して次の圧
延工程へと送られ、ｒwが２．４を超えている場合に
は、溶接機制御装置６によって、ｒw に影響を与える各
種要素、すなわち、溶接機のビームの中心位置、ギャッ
プ幅、ガス流出量等がそれぞれ変更される。その際、溶
接機制御装置６には予め、各種ビード形状に対応した変
更プログラムが記憶されており、このプログラムによっ
て上記制御が実行される。このようにして、以降に行わ
れる溶接のｒw が、２．４以下となるように自動的に制
御される。
置には撮像手段としてのＸ線カメラ３が設けられ、これ
によって図２に示すようにビード４のトーチ進行方向断
面が撮影される。さらにこの撮像から、検出制御装置５
によって、図２のビードの最大幅ＷMax 及び最小幅Ｗ
Min を解析し、その結果を溶接機制御装置６に送る。こ
こでｒw が２．４以内であればそのまま通板して次の圧
延工程へと送られ、ｒwが２．４を超えている場合に
は、溶接機制御装置６によって、ｒw に影響を与える各
種要素、すなわち、溶接機のビームの中心位置、ギャッ
プ幅、ガス流出量等がそれぞれ変更される。その際、溶
接機制御装置６には予め、各種ビード形状に対応した変
更プログラムが記憶されており、このプログラムによっ
て上記制御が実行される。このようにして、以降に行わ
れる溶接のｒw が、２．４以下となるように自動的に制
御される。
【００１７】本発明者等は、これらの欠陥検出方法をよ
り高精度なものとするため、さらに試験を行った結果、
撮像されたビードのクロス方向断面の最大幅と最小幅の
比に、圧延時の伸び率及び母材とＤＥＰＯ部の硬度の比
を反映させることが好ましいことを確認した。
り高精度なものとするため、さらに試験を行った結果、
撮像されたビードのクロス方向断面の最大幅と最小幅の
比に、圧延時の伸び率及び母材とＤＥＰＯ部の硬度の比
を反映させることが好ましいことを確認した。
【００１８】即ち、冷間圧延工程において、溶接部の破
断が発生した場合の溶接部の解析を行ったところ、その
破断のメカニズムに、母材とＤＥＰＯ部の硬度の差とト
ータルの冷延率が深く関わっており、これを前記の比
（最大幅／最小幅）に、所定の係数として乗算すること
が、欠陥検出精度を一層高め得ることが突き止めた。
断が発生した場合の溶接部の解析を行ったところ、その
破断のメカニズムに、母材とＤＥＰＯ部の硬度の差とト
ータルの冷延率が深く関わっており、これを前記の比
（最大幅／最小幅）に、所定の係数として乗算すること
が、欠陥検出精度を一層高め得ることが突き止めた。
【００１９】ここで、トータルの冷延率で決まる係数
α、母材とＤＥＰＯ部の硬度の違いを考慮した係数をβ
としすると、指数ｒw は次のように表される。
α、母材とＤＥＰＯ部の硬度の違いを考慮した係数をβ
としすると、指数ｒw は次のように表される。
【００２０】 ｒw ＝ ＷMax ／ＷMin ・α・β ───────── (1) 但し、α：冷延率影響係数〔＝ｆ（ＥＩ）〕 β：硬度差影響係数〔＝ｆ（ＨDEPO，ＨMAT ）〕 ＨDEPO：ＤＥＰＯ部の硬度 ＨMAT ：母材の硬度 即ち、これらの影響係数を導入する理由は、例えばトー
タルの伸び率が小さければ、同じ形状であっても、くび
れが生じ難いこと、また、母材とＤＥＰＯ部の硬度（延
性差）を小さくすれば、他が同じ条件であっても、くび
れが生じ難いことを意味している。
タルの伸び率が小さければ、同じ形状であっても、くび
れが生じ難いこと、また、母材とＤＥＰＯ部の硬度（延
性差）を小さくすれば、他が同じ条件であっても、くび
れが生じ難いことを意味している。
【００２１】（１）式は一般式として（２）式のように
表され、Ａ＝０．９、Ｂ＝−１．３とした。
表され、Ａ＝０．９、Ｂ＝−１．３とした。
【００２２】 ｒw ＝〔ＷMaX ／ＷMin 〕・ＥＩA ・〔ＨDEPO／ＨMAT 〕B ≦２．４──(2) 上記装置を用い、厚み２．５ｍｍの電磁鋼板を、溶接速
度とフィラー送り速度の比が一定の条件で突合せ溶接を
行い、その後、冷間圧延機で圧下率を一定にして、厚み
０．５ｍｍに圧延した。その結果、ｒw が２．４を超え
るものは検出できず、また同様に圧延後における溶接部
の亀裂の発生も皆無であった。
度とフィラー送り速度の比が一定の条件で突合せ溶接を
行い、その後、冷間圧延機で圧下率を一定にして、厚み
０．５ｍｍに圧延した。その結果、ｒw が２．４を超え
るものは検出できず、また同様に圧延後における溶接部
の亀裂の発生も皆無であった。
【００２３】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。
ができる。
【００２４】（１）従来の破壊或いは非破壊試験と異な
り、溶接破断を防止するための溶接部の評価を、ビード
の最大幅と最小幅の比という概念により行うことができ
る。
り、溶接破断を防止するための溶接部の評価を、ビード
の最大幅と最小幅の比という概念により行うことができ
る。
【００２５】（２）この方法による溶接部欠陥検出は、
リアルタイムで行うことができるため、生産ラインへの
適用が可能である。
リアルタイムで行うことができるため、生産ラインへの
適用が可能である。
【００２６】（３）この欠陥検出方法を生産ラインに用
い、最大幅と最小幅の比が所定の比率となるようにレー
ザ溶接機等を制御することにより、溶接欠陥に起因する
不良品の発生を最小限に抑えることができる。
い、最大幅と最小幅の比が所定の比率となるようにレー
ザ溶接機等を制御することにより、溶接欠陥に起因する
不良品の発生を最小限に抑えることができる。
【図１】鋼板生産ラインの溶接工程を示す図である。
【図２】溶接後の溶接部の断面図である。
【図３】ビードの最大幅と最小幅の比と亀裂発生の関係
を示す図である。
を示す図である。
【図４】圧延による破断の状況を説明するための溶接部
の断面図で、（ａ）は溶接後、（ｂ）は圧延後を示す。
の断面図で、（ａ）は溶接後、（ｂ）は圧延後を示す。
１ 鋼板 ２ レーザ溶接機 ３ Ｘ線カメラ ４ ビード ５ 検出制御装置 ６ 溶接機制御装置
Claims (2)
- 【請求項１】 母材端部をビードを介して接合する突合
せ溶接の欠陥検出方法であって、前記ビードのクロス方
向断面を撮像し、この撮像されたビードのクロス方向断
面の最大幅と最小幅の比から溶接部の欠陥を検出するこ
とを特徴とする突合せ溶接の欠陥検出方法。 - 【請求項２】 母材端部をビードを介して接合する突合
せ溶接の欠陥検出方法であって、前記ビードのクロス方
向断面を撮像し、この撮像されたビードのクロス方向断
面の最大幅と最小幅の比に、トータルの伸び率で決まる
係数αと、母材とＤＥＰＯ部の硬度の比で決まる係数β
を乗じたものから溶接部の欠陥を検出することを特徴と
する突合わせ溶接の欠陥検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5211715A JPH06170566A (ja) | 1992-10-01 | 1993-08-26 | 突合せ溶接の欠陥検出方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-263907 | 1992-10-01 | ||
| JP26390792 | 1992-10-01 | ||
| JP5211715A JPH06170566A (ja) | 1992-10-01 | 1993-08-26 | 突合せ溶接の欠陥検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06170566A true JPH06170566A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=26518800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5211715A Withdrawn JPH06170566A (ja) | 1992-10-01 | 1993-08-26 | 突合せ溶接の欠陥検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06170566A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011140026A (ja) * | 2010-01-05 | 2011-07-21 | Nippon Steel Corp | 薄板の溶接部及び薄板のレーザー溶接方法 |
| JP2020112524A (ja) * | 2019-01-17 | 2020-07-27 | 東京ガスエンジニアリングソリューションズ株式会社 | 溶接検査方法、溶接検査装置及び溶接検査システム |
-
1993
- 1993-08-26 JP JP5211715A patent/JPH06170566A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011140026A (ja) * | 2010-01-05 | 2011-07-21 | Nippon Steel Corp | 薄板の溶接部及び薄板のレーザー溶接方法 |
| JP2020112524A (ja) * | 2019-01-17 | 2020-07-27 | 東京ガスエンジニアリングソリューションズ株式会社 | 溶接検査方法、溶接検査装置及び溶接検査システム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7278315B1 (en) | Laser-ultrasonic detection of subsurface defects in processed metals | |
| CN110961821A (zh) | 一种实现带钢激光拼接焊缝检查自动判定与放行的方法 | |
| Weller et al. | Self-restraint hot cracking test for aluminum alloys using digital image correlation | |
| JP2002082061A (ja) | 金属ストリップ材、特に熱間圧延された鋼ストリップ及び高級鋼の表面上の自動的スケール検出のための方法及び装置 | |
| JPH06170566A (ja) | 突合せ溶接の欠陥検出方法 | |
| JP2905157B2 (ja) | 高周波溶接鋼管の検査方法及びその製造装置 | |
| Sabry et al. | A new quality monitoring system for friction stir welded joints of aluminium pipes | |
| JP3740874B2 (ja) | 薄板重ね合わせシーム溶接部の検査方法及びその装置 | |
| JP5625292B2 (ja) | 電縫溶接部の監視システム | |
| JP5909874B2 (ja) | 電縫鋼管の溶接欠陥の検出システム及び電縫鋼管の製造方法 | |
| KR101128940B1 (ko) | 연속 열간압연 공정의 접합부 검출방법 | |
| JP2541078B2 (ja) | 電縫管の欠陥弁別方法 | |
| JP2000180421A (ja) | 薄板重ね合わせシーム溶接部の検査方法及び装置 | |
| Mozurkewich et al. | Spatially resolved ultrasonic attenuation in resistance spot welds: Implications for nondestructive testing | |
| JPH0634883U (ja) | レーザ溶接機の制御装置 | |
| JPH08174249A (ja) | 溶接鋼管の製造方法 | |
| JP3589289B2 (ja) | レーザクラッド加工の品質判定方法および品質判定装置 | |
| RU2421312C2 (ru) | Способ изготовления плакированного металлического листа | |
| JPH04250334A (ja) | ストリップ溶接部の検査方法および装置 | |
| JPH05223788A (ja) | 薄板の溶接部の健全性診断方法 | |
| JP5440014B2 (ja) | 電縫溶接部の監視方法 | |
| JPH06285658A (ja) | 金属材料の重ね合わせ溶接方法および重ね合わせ溶接装置 | |
| JP3260477B2 (ja) | 薄板の溶接部診断方法 | |
| JPH0212005A (ja) | ステンレス極細径ｔｉｇ溶接管の内面ビード高さ測定方法 | |
| JP2712117B2 (ja) | 異厚金属材の水平突き合わせアーク溶接方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001031 |