JPH09273983A - 金属溶接部断面の検査位置決定方法 - Google Patents

金属溶接部断面の検査位置決定方法

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JPH09273983A
JPH09273983A JP8380796A JP8380796A JPH09273983A JP H09273983 A JPH09273983 A JP H09273983A JP 8380796 A JP8380796 A JP 8380796A JP 8380796 A JP8380796 A JP 8380796A JP H09273983 A JPH09273983 A JP H09273983A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数の検査位置を効率良く決定して登録可能
とし、検査作業の大幅な省力及び個人差の解消を図る。 【解決手段】 試験片10の輪郭CTから一定の距離L
1に、検査位置xを並べてグループ化するための仮想線
Vを決定し、該仮想線Vと金属組織の境界Bの交点CR
を決定し、該交点CRから仮想線V上に沿った距離L2
により検査位置xを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属溶接部断面試
験片の検査位置を、溶接部金属組織及び試験片の輪郭と
の関係で決定する金属溶接部断面の検査位置決定方法に
係り、特に、自動的に所定の荷重で圧子を押圧して試験
片面に生じた圧痕寸法を求めて硬度を計算する、いわゆ
る自動硬度計あるいは自動微小硬度計を用いた硬度測定
に適用するのに好適な、検査位置を自動的に効率良く決
定することが可能な金属溶接部断面の検査位置決定方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】金属溶接部断面の硬度を検査する主な目
的は、水素割れ等の割れ欠陥が発生しないための硬度範
囲が満足されているか否か確認することであるが、溶接
部周辺は、熱履歴が位置により大きく変化するため、連
続して多数の位置(1試験片に付100点程度)を検査
する必要がある。
【0003】例えばUOEパイプの溶接部断面の場合に
は、図1に例示する如く、円弧状の輪郭CTに沿って一
定の距離だけ試験片10の内部に入った検査位置xで、
溶融金属部12、熱影響部14、母材金属16等の各種
金属組織について、網羅的に多数の位置を検査する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】溶接部断面における前
記のような多数の検査位置を、効率良く決定して自動硬
度計に登録することが可能であれば、検査作業の大幅な
省力が期待できるが、従来、この分野に関する技術は殆
んど無く、検査位置を、作業者がけがきとマイクロメー
タで決定する熟練作業に頼っていたため、特に、曲線上
の測定である場合には、1時間程度の連続作業になり、
大きな工数がかかるだけでなく、作業者の負担も大きか
った。
【0005】自動硬さ測定装置の検査位置(圧子を押圧
すべき打刻点)を決定する方法として、出願人は、既に
特開昭60−143739で、被測定試料を撮像して得
られる画像を画像処理して打刻点を決定することを提案
している。具体的には、基準となる金属組織について、
テクスチャの特徴を示す基準特徴量を求めたテキストフ
ァイルを記憶しておき、演算により求めた試料の特徴量
と前記基準特徴量とを最尤法により統計的に比較処理し
て、試料の組織をテクスチャ情報によって分類すること
により、例えば溶融金属部と熱影響部の境界であるボン
ド部を、2つの異なるテクスチャ領域の境界として自動
的に検出するようにしている。更に、打刻点の位置は、
例えばボンド部に直交する方向に0.5mmピッチで打
刻する場合には、打刻開始点とピッチ情報を入力するだ
けで、打刻点が自動的に決定され、登録されるようにし
ている。
【0006】この特開昭60−143739に記載され
た打刻点、即ち検査位置の決定方法は、ボンド部のみを
基準に検査位置を決める際には有効であるが、試験片の
輪郭が考慮されていないという問題があった。
【0007】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、金属溶接部断面における多数の検査
位置を効率良く決定して、登録することを可能とし、検
査作業の大幅な省力及び個人差の解消を図ることを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属溶接部断
面試験片の検査位置を、溶接部金属組織及び試験片の輪
郭との関係で決定する金属溶接部断面の検査位置決定方
法において、前記試験片の輪郭から一定の距離に、検査
位置を並べてグループ化するための仮想線を決定し、該
仮想線と金属組織の境界の交点を決定し、該交点から前
記仮想線上に沿った距離により検査位置を決定するよう
にして、前記課題を解決したものである。
【0009】又、前記仮想線を、円弧や直線で近似した
試験片輪郭の概形に基づいて決定するようにしたもので
ある。
【0010】図2を用いて、溶接部金属組織である溶融
金属部12、熱影響部14、母材金属16及び試験片1
0の輪郭CTとの関係で検査位置xを決定する場合を例
にとって、本発明による方法を説明する。本発明の特徴
とするところは、前記検査位置xを、前記輪郭CTから
の距離でグループ化して、仮想線V上に並べるところに
ある。即ち、本発明では、図3の部分拡大図に示す如
く、最初に前記輪郭CTの概形GCを円弧や直線等の近
似により決定し、決定した前記概形GCからの距離L1
により、適宜、輪郭からの距離L1が一定である前記仮
想線Vを決定する。次に、前記仮想線Vと前記金属組織
の境界Bとの交点CRを決定し、該交点CRから前記仮
想線V上に沿った距離L2により、前記検査位置xを決
定する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
【0012】図4は、本発明による検査位置決定方法が
適用される自動硬度計の構成を示す、一部ブロック図を
含む正面図、図5は、同じく側面図である。この自動硬
度計は、公知の自動硬度計本体20と、試験片10を載
置してXYZ方向に移動できるステージ22と、試験片
10の測定面を各種倍率で撮像するカメラ24と、該カ
メラ24による撮影画像をデジタル情報として記憶する
コンピュータ26と、前記撮影画像を表示するモニタ2
8とから主に構成されている。
【0013】前記コンピュータ26は、オペレータによ
りモニタ28の画像上で指示・入力される検査位置を記
憶でき、且つ、ステージ22及び自動硬度計本体20に
硬度測定を指示できるようにされている。
【0014】自動硬度計による検査結果は、プリンタ3
0により印刷される図表により、測定中に既測定分を一
覧できるようにされている。
【0015】又、圧痕の大きさは、圧痕用モニタ32で
確認することができるようにされている。
【0016】更に、自動硬度計は、測定終了後の各圧痕
の再計測機能を備えており、任意の検査位置について、
適当な検査位置の番号を入力することによって、自動的
にステージ22が駆動され、その検査位置の圧痕がモニ
タ32に写し出され、自動、あるいは手動による再計測
が可能とされている。
【0017】前記自動硬度計を使用して、溶接部断面試
験片の硬度測定をする場合の手順を図6に示す。この図
6を用いて、検査位置の決定及び登録の例を説明する。
【0018】まずステップ100で、ステージ22上に
試験片10をN個載置してセットし、該個数Nを登録す
る。
【0019】次いでステップ102から108により、
各試験片に対して、検査位置の並び方を示す測定パター
ンを登録する。図7乃至図9に測定パターンの例を示
す。図7は、輪郭CTからの距離L1=2mmに沿っ
て、測定ピッチp=2mmで検査する例である。図8
は、輪郭CTからの距離L1=2mmの位置及び肉厚中
央位置に沿って、溶融金属部12内5点、熱影響部14
内2点、母材金属16内3点の検査位置が並んだ例であ
る。図9は、輪郭CTからの距離L1=2mmの位置に
沿って溶融金属部12内1点、熱影響部14内2点の検
査位置が並び、熱影響部14については、更に2点、熱
影響部14内の溶融金属部最近接点は溶融金属部12と
の境界からの距離L2=0.5mmの位置に検査位置が
並んだ例である。
【0020】このように、検査位置の並び方を示す測定
パターンは、通常、仮想線Vと輪郭CTの距離L1(図
7、図8、図9)、仮想線V上の測定ピッチp(図
7)、金属組織内の点数(図8)、及び、金属組織境界
からの距離L2(図9)等で表現される検査位置の属性
であり、特に、仮想線Vと輪郭CTとの間の距離L1
は、全ての測定パターンで使用する。図9のように検査
位置が少ない場合には、1本の線上に検査位置が並んで
いる印象が稀薄になるが、本発明では、例え1個の検査
位置であっても、輪郭CTから一定の距離にある仮想線
Vを設定する。例えば、図9の肉厚中央位置では、1本
の仮想線Vに検査位置が2個あるに過ぎない。
【0021】以上の測定パターンの登録に対して、実際
の試験片の輪郭CT及び金属組織境界の形は、試験片個
々に異なるので、試験片上の検査位置をXY座標として
登録するには、更にステップ110から128の手順を
とってティーチングする。
【0022】即ち、まずステップ120でステージ22
のXY方向の遠隔操作等により、検査位置を登録すべき
試験片10の1つをカメラ24の下に適宜移動させて、
モニタ28上に試験片10の撮影画像を表示し、更に、
ステージ22のZ方向の移動により、試験片面に対し
て、圧痕計測に適当な精度で焦点合わせを行う。この時
点で、画像全体とXY座標の関係を、デジタル情報とし
てコンピュータ26に登録する。
【0023】これより先の手順は、登録作業時の試験片
画像の模式図である図10乃至図13を参照しながら説
明する。最初に、ステップ122で、試験片10の輪郭
形状を登録するが、本実施形態では、パイプ形状製品の
溶接部断面を想定しているため、輪郭を円弧として近似
した概形GCで登録する。具体的には、図10に示す如
く、適当な入力装置を操作して、各輪郭CTの近傍に円
弧上の点PTを3点入力することにより、図11に示す
如く、コンピュータ26に自動計算させた円弧を概形G
Cとして表示させると共に、該概形GCがコンピュータ
26に登録される。
【0024】次いでステップ124で、先にステップ1
06で登録した、仮想線Vと輪郭CTとの間の距離L1
を、概形GCと輪郭CTとの間の距離に置き換えて自動
計算し、モニタ28の画像上に仮想線Vを表示させると
共に、コンピュータ26に、仮想線Vの座標が登録され
る。なお、輪郭CTの形態は、試験片10の形態によ
り、その都度考案すれば良く、登録方法も、画像処理等
の方法を使用してもよい。
【0025】次に、ステップ126で、図12に示す如
く、例えば手作業による指示、又は、特開昭60−14
3739に記載されたような手法によって決定された金
属組織の境界と仮想線Vの交点CRを入力する。
【0026】すると、ステップ128で、先にステップ
106で登録した、仮想線V上の測定ピッチp、金属組
織境界からの距離L2及び金属組織内の点数等に基づい
て、検査位置xを自動計算により決定し、図13に示す
如く、モニタ28の画像中に表示させると同時に、コン
ピュータ26に検査位置の座標が登録される。
【0027】なお、境界位置の設定は自由であり、同一
組織上でも、設定により打刻点パターンが変更できる。
【0028】次いでステップ130乃至136により、
登録された検査位置xを用いた自動測定及び必要に応じ
た再計測が行われる。
【0029】本実施形態では、検査位置の属性のうち、
試験片の個性で変化しない、輪郭からの距離や組織領域
内の測定点数を測定パターンとして登録し、試験片の個
性で変化する、輪郭や組織領域をモニタ上で個々の試験
片毎にティーチングするようにしているので、効率良
く、検査位置を決定できる。なお、具体的な登録方法
は、これに限定されない。
【0030】前記説明においては、本発明が、円弧形状
の試験片に適用されていたが、対象とする試験片の形状
はこれに限定されず、長方形等、直線状や他の形状であ
ってもかまわない。
【0031】又、本発明により検査位置を決定すべき測
定装置は、硬度計に限定されず、硬度以外の特性や、組
織の成分等を自動的に検査したり分析したりする、他の
微視的な検査装置や分析装置における検査位置の決定に
も同様に適用できることは明らかである。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、自動硬度計や自動微小
硬度計等の微視的な検査装置において、溶接部断面のよ
うな多数の検査位置を効率良く、しかも多数の試験片に
対して決定し、登録させることが可能になり、大幅な省
力及び個人差の解消が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】UOEパイプの溶接部断面における検査位置の
例を示す断面図
【図2】本発明による検査位置決定手順を説明するため
の断面図
【図3】図2の要部拡大図
【図4】本発明による検査位置決定方法が適用される自
動硬度計の構成を示す、一部ブロック図を含む正面図
【図5】同じく側面図
【図6】本発明に係る検査位置決定方法が採用された自
動硬度計の測定手順の例を示す流れ図
【図7】測定パターンの一例を示す断面図
【図8】測定パターンの他の例を示す断面図
【図9】測定パターンの更に他の例を示す断面図
【図10】本発明による登録作業時における、試験片の
輪郭を指定したモニタ画像の例を示す線図
【図11】同じく輪郭の概形を表示したモニタ画像の例
を示す線図
【図12】同じく仮想線と金属組織の境界の交点を入力
したモニタ画像の例を示す線図
【図13】同じく最終的に決定された検査位置を示すモ
ニタ画像の例を示す線図
【符号の説明】
10…試験片 12…溶融金属部 14…熱影響部 16…母材金属 x…検査位置 V…仮想線 GC…概形 CT…輪郭 B…境界 CR…交点 L1、L2…距離 20…自動硬度計本体 22…ステージ 24…カメラ 26…コンピュータ 28…モニタ 32…圧痕用モニタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属溶接部断面試験片の検査位置を、溶接
    部金属組織及び試験片の輪郭との関係で決定する金属溶
    接部断面の検査位置決定方法において、 前記試験片の輪郭から一定の距離に、検査位置を並べて
    グループ化するための仮想線を決定し、 該仮想線と金属組織の境界の交点を決定し、 該交点から前記仮想線上に沿った距離により検査位置を
    決定することを特徴とする金属溶接部断面の検査位置決
    定方法。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記仮想線を、円弧や
    直線で近似した試験片輪郭の概形に基づいて決定するこ
    とを特徴とする金属溶接部断面の検査位置決定方法。
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