JPH10185848A - 温度測定器の異常検出機能を有するシーム溶接状態判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シーム溶接部の溶接状態の良否を正確に判定
すると共に、シーム溶接部の溶接状態の良否を判定する
ための温度測定器の異常を高精度で検出することができ
る。 【解決手段】 温度測定器７の測定視野内に設置された
基準温度発生用ヒーター１４と、ヒーター１４の温度を
測定するための温度計１５と、溶接状態判定器１１とか
らなる。溶接状態判定器１１は、温度測定器７によって
測定されたシーム溶接部の温度と、溶接条件に応じて予
め設定された、シーム溶接部の溶接状態が良好な場合に
おけるシーム溶接部の最適温度とを比較し、この比較結
果に基づいて、シーム溶接部の溶接状態の良否を判定す
ると共に、温度計１５によって測定されたヒーター１４
の温度と、温度測定器７によって測定されたヒーター１
４の温度とを比較し、この比較結果に基づいて、温度測
定器７の異常を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、温度測定器の異
常検出機能を有するシーム溶接状態判定装置、特に、シ
ーム溶接部の溶接状態の良否を正確に判定すると共に、
シーム溶接部の溶接状態の良否を判定するための温度測
定器の異常を高精度で検出することができる、温度測定
器の異常検出機能を有するシーム溶接状態判定装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、薄鋼板（以下、ストリップとい
う）の連続メッキ処理ラインにおいては、先行ストリッ
プと後行ストリップとは、シーム溶接機によって互いに
接合される。このシーム溶接は、以下のようにして行わ
れる。

【０００３】連続ラインの運転を一時停止し、先行スト
リップの尾端部と後行ストリップの先端部とをシーム溶
接機内で重ね合わせる。次に、先行ストリップと後行ス
トリップとをクランプ装置によって固定し、シャーによ
って重合わせ部分を切断する。次に、再度先行ストリッ
プと後行ストリップとを２〜３ｍｍ程度の幅で重ね合わ
せる。次に、先行ストリップおよび後行ストリップの板
厚、材質等に基づいて、溶接電流、溶接速度、電極押し
付け圧力等の溶接条件を設定し、この溶接条件下で、円
盤状の導体、即ち、電極輪をストリップの上下面に押し
付け、これをストリップの板幅全長に亘って通電しなが
ら走行させる。これによって、重合わせ部分が電気抵抗
により加熱、圧接されて接合される。

【０００４】このようにして先行ストリップと後行スト
リップとが接合されるが、シーム溶接部の溶接状態が悪
いと、後工程において溶接部の破断によるライン停止と
いった重大事故を招く。従って、シーム溶接部の溶接状
態の良否を判定することは極めて重要である。

【０００５】従来、オンラインでのシーム溶接部の溶接
状態の良否判定は、溶接時の溶接部火色やスパッターの
飛散状況を目視で観察し、オペレーターの感と経験によ
り行ったり、シーム溶接部をハンマーでたたいてシーム
溶接部の溶接強度を確認して判定するハンマーテスト法
等の手法によって行われていた。しかし、これらの方法
では、シーム溶接部の良否を定量的に評価することがで
きないため溶接不良によるライントラブルを完全に回避
することは困難であった。

【０００６】これを解決する方法が、例えば特開昭６３
−２０３２８５号公報に開示されている。この方法は、
シーム溶接部において、ストリップの重合わせ部分の厚
みと溶接が良好に行われる温度範囲との関係を予め制御
器に記憶させておき、溶接時のストリップの重合わせ部
分の厚みと溶接直後の溶接部の温度とを前記制御器に導
入して、溶接状態の良否を判定するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ストリップの重合わせ
部分の溶接状態は、種々の要因により左右される。例え
ば、溶接電流、溶接速度、即ち、電極輪の走行速度、電
極輪の押付け圧力、ストリップの重合わせ代等の変化
は、全て溶接部の温度の変化として現れる。

【０００８】従って、溶接部の温度計測は、溶接状態の
良否を判定する上できわめて有効である。溶接状態が不
良と判定されたときには、再度、溶接を行うこととなる
が、ラインが高速度で運転されている場合には、溶接を
２回行うだけの時間的な余裕がないことが多い。再度、
溶接をせず、溶接不良のままでラインを稼働させること
によって、ストリップがライン内で破断した場合、これ
により受ける被害は甚大である。従って、ストリップの
破断防止のためには、あえてラインを停止しても再溶接
を行った方が経済的な効果は大きい。このために、溶接
状態判定装置には、精度の高い良否判定結果が要求され
る。

【０００９】しかしながら、溶接温度は、温度計の異
常、温度計の測定ヘッド部の汚れ等によって正常に計測
できない場合がある。また、温度計の視野ずれ等によっ
ても測定結果に変化が生じる。このような状態が発生し
た場合、従来の溶接状態判定装置では温度計が異常なの
か、温度計の視野位置がずれているのか、あるいは本当
に溶接温度に変化が生じているのかが容易に判別できな
い。

【００１０】一般的に温度計の良否の判定は、黒体炉を
用いて行われるが、この方法では、温度計を取り外し、
黒体炉を設置している試験場に持ち込んで試験を行う必
要があるので、溶接直後の短期間の間に温度計が正常で
あったのかどうかを判断することは不可能である。

【００１１】また、溶接部の温度を計測する場合、以下
のような問題が発生する。 ストリップの重合わせ代は、上述したように、２〜
３ｍｍ程度であり、電極輪の幅は、１０〜２０ｍｍ程度
であるので、溶接部の加熱幅は、せいぜい５〜１０ｍｍ
程度である。一方、溶接部の温度を計測する手段として
は、放射温度計のような非接触式温度計を用いる必要が
あるが、放射温度計を使用する場合、温度計の視野径を
大きくすると、非加熱部分の温度を含めた平均温度とな
って正確な計測ができなくなる。従って、視野径は、で
きるだけ小さくする必要があるが、小さくすると視野位
置を精密に調整する必要が生じる。 温度計は、溶接直後の温度を計測する必要があるの
で、電極輪に可能な限り近づけることが望ましい。とこ
ろが、電極輪は、ストリップに強く押し付けられた状態
で溶接のたびに加熱、冷却が繰り返され、しかも、スパ
ッターの飛散等によって表面が荒れてくる。このような
状態では、正常な溶接ができないので、定期的に電極輪
表面を研削しなければならない。このため電極輪の径
は、徐々に小さくなるので、所定の周期で電極輪の交換
を行わなければならない。また、これらの作業を行う際
に温度計に触れることによっても温度計の取付け位置が
ずれる。この場合、視野径が小さい程、このずれの影響
が大きく出てしまい、正常に溶接部の温度が計測できな
くなることがある。

【００１２】従って、この発明の目的は、上述した従来
技術の有する問題点を解消し、シーム溶接部の温度を検
出するための温度測定器の異常を容易に検出することが
でき、また、温度計の視野位置を容易に確認できる、温
度測定器の異常検出機能を有するシーム溶接状態判定装
置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
シーム溶接機によって接合された、連続金属ストリップ
処理ラインにおける先行ストリップと後行ストリップと
のシーム溶接部の溶接状態の良否を判定するために、前
記シーム溶接部の温度を非接触で測定するための温度測
定器を備えたシーム溶接状態判定装置において、前記温
度測定器の測定視野内に設置された基準温度発生用ヒー
ターと、前記ヒーターの温度を測定するための温度計
と、溶接状態判定器とからなり、前記溶接状態判定器
は、前記温度測定器によって測定された前記シーム溶接
部の温度と、溶接条件に応じて予め設定された、前記シ
ーム溶接部の溶接状態が良好な場合における前記シーム
溶接部の最適温度とを比較し、この比較結果に基づい
て、前記シーム溶接部の溶接状態の良否を判定すると共
に、前記温度計によって測定された前記ヒーターの温度
と、前記温度測定器によって測定された前記ヒーターの
温度とを比較し、この比較結果に基づいて、前記温度測
定器の異常を検出することに特徴を有するものである。

【００１４】請求項２記載の発明は、前記シーム溶接機
が前記連続金属ストリップ処理ライン外に退避した状態
のときに、前記基準温度発生器を前記温度測定器の温度
測定視野内に移動させるための移動手段を更に有してい
ることに特徴を有するものである。

【００１５】請求項３記載の発明は、前記基準温度発生
器の温度は、溶接条件に応じて予め前記溶接状態判定器
に設定された前記最適温度と一致するように制御される
ことに特徴を有するものである。

【００１６】請求項４記載の発明は、前記基準温度発生
器の発熱面積は、前記温度測定器の温度測定視野面積と
等しいことに特徴を有するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】この発明のシーム溶接状態判定装
置の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。

【００１８】図１は、この発明のシーム溶接状態判定装
置のブロック図、図２は、この発明のシーム溶接状態判
定装置における基準温度発生器と温度測定器との位置関
係を示す概略斜視図、図３は、温度測定器の温度測定視
野面積と等しい発熱面積を有する基準温度発生器を示す
概略斜視図、図４は、ヒーターの設置状態を示す概略斜
視図、図５は、図４のＡ矢視図である。

【００１９】図１から図５において、１は、先行ストリ
ップ、２は、先行ストリップの尾端部がシーム溶接され
る後行ストリップ、３は、車輪４により移動可能なキャ
リッジである。キャリッジ３には、上部電極輪５Ａ、下
部電極輪５Ｂ、上部スエージングロール６Ａ、下部スエ
ージングロール６Ｂがそれぞれ設置されている。７は、
温度測定器であり、下部電極輪５Ｂとスエージングロー
ル６Ｂとの間に設置された集光レンズ８と、集光レンズ
８に光ファイバー９を介して接続された放射温度計等の
非接触式温度計１０とからなっている。

【００２０】１１は、先行ストリップ１と後行ストリッ
プ２とのシーム溶接部の溶接状態が良好な場合における
シーム溶接部が保有する最適温度が予め設定された溶接
状態判定器である。前記最適温度は、予め上位計算機１
２から入力された先行ストリップ１および後行ストリッ
プ２の板厚および鋼種と、後述するシーム溶接機制御器
１３から送られてくる溶接条件とに基づいて予め決定さ
れる。溶接状態判定器１１は、温度測定器７によって測
定されたシーム溶接部の温度と、シーム溶接部の前記最
適温度とを比較し、この比較結果に基づいて、シーム溶
接部の溶接状態の良否を判定すると共に、後述する温度
計１５によって測定されたヒーター１４の温度と、温度
測定器７によって測定されたヒーター１４の温度とを比
較し、この比較結果に基づいて、温度測定器７の異常を
検出する。

【００２１】１３は、シーム溶接機制御器であり、溶接
状態判定器１１に判定開始指令を出すと共に、シーム溶
接直前または直後において、シーム溶接機が連続ストリ
ップ処理ライン外に退避した状態のときに、後述するヒ
ーター駆動制御器１８に駆動指令を出す。

【００２２】１４は、基準温度発生用ヒーター、１５
は、ヒーター１４の温度を測定するための熱電対等の接
触式温度計、１９は、ヒーター１４への電源供給および
その制御を行うための制御器である。ヒーター１４の発
熱面の材質は、放射率が大きいセラミック等が好まし
い。図３に示すように、ヒーター１４の発熱面１４Ａの
大きさを変化させることができるように構成して、発熱
面１４Ａの面積と温度測定器７の温度測定視野面積とを
等しくすれば、視野ずれが生じた場合に温度計１０と温
度計１５との測定値に大きな差が生じるので、集光レン
ズ８の位置ずれを容易に発見することができる。

【００２３】１６は、移動手段であり、ヒーター１４を
駆動させるためのヒーター駆動器１７と、シーム溶接機
制御器１３からの指令によってヒーター駆動器１８に駆
動指令を出すヒーター駆動制御器１８とからなってい
る。移動手段１６は、シーム溶接機が連続ストリップ処
理ライン外に退避した状態のときに、集光レンズ８の温
度測定視野内にヒーター１４を移動させる。

【００２４】なお、集光レンズ８の焦点距離が十分長
く、しかも、周囲設備等と干渉しない位置に設置するこ
とが可能であれば、図４および図５に示すように、集光
レンズ８の光軸（Ｌ）の延長線上にヒーター１４を固定
しても良い。

【００２５】このように構成されている、この発明のシ
ーム溶接状態判定装置によれば、以下のようにして、シ
ーム溶接部の溶接状態の良否、および、温度測定器の異
常が検出される。

【００２６】シーム溶接制御器１３から溶接状態判定器
１１に判定指令が出されると、温度測定器７によって測
定されたシーム溶接部の温度は、溶接状態判定器１１に
送られ、ここで、溶接状態判定器１１に予め設定され
た、溶接状態が良好な場合におけるシーム溶接部が保有
する最適温度と比較される。そして、この比較結果が所
定範囲を外れている場合には、溶接異常と判定される。

【００２７】一方、シーム溶接直前または直後におい
て、シーム溶接機が連続ストリップ処理ライン外に退避
した状態のときに、シーム溶接機制御器１３からヒータ
ー駆動制御器１８に駆動指令が出されると、ヒーター１
４は、集光レンズ８の温度測定視野内に移動される。次
に、温度計１５によって測定されたヒーター１４の温度
と、温度測定器７によって測定されたヒーター１４の温
度とが溶接状態判定器１１に送られ、ここで両者が比較
される。そして、この比較結果が所定の値を超えた場合
には、温度測定器７に異常があると判定される。

【００２８】なお、ヒーター１４の加熱温度は、一定の
温度でも良いが、溶接条件に応じて変えれば、より正確
な判定が行える。また、ヒーター１４は、黒体条件を満
たさないので、温度計１０が正常な場合であってもその
測定結果と、温度計１５の測定結果とには誤差が生じる
が、この値を予め測定しておき、測定結果比較時におい
て補正すれば、この誤差は容易に解消される。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
シーム溶接部の溶接状態の良否を正確に判定することが
できると共に、シーム溶接部の温度を測定するための温
度測定器の視野内に基準温度発生器を設けることによっ
て、溶接直前または直後に温度測定器が正常であるかど
うかの判定が高精度で行えるといった有用な効果がもた
らされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のシーム溶接状態判定装置のブロック
図である。

【図２】この発明のシーム溶接状態判定装置における基
準温度発生器と温度測定器との位置関係を示す概略斜視
図である。

【図３】温度測定器の温度測定視野面積と等しい発熱面
積を有する基準温度発生器を示す概略斜視図である。

【図４】ヒーターの設置状態を示す概略斜視図である。

【図５】図４のＡ矢視図である。

【符号の説明】

１：先行ストリップ ２：後行ストリップ ３：キャリッジ ４：車輪 ５Ａ：上部電極輪 ５Ｂ：下部電極輪 ６Ａ：上部スエージングロール ６Ｂ：下部スエージングロール ７：温度測定器 ８：集光レンズ ９：光ファイバー １０：温度計 １１：溶接状態判定器 １２：計算機 １３：シーム溶接機制御器 １４：ヒーター １４Ａ：発熱面 １５：温度計 １６：駆動手段 １７：ヒーター駆動機 １８：ヒーター駆動機制御器 １９：制御器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シーム溶接機によって接合された、連続
   金属ストリップ処理ラインにおける先行ストリップと後
   行ストリップとのシーム溶接部の溶接状態の良否を判定
   するために、前記シーム溶接部の温度を非接触で測定す
   るための温度測定器を備えたシーム溶接状態判定装置に
   おいて、 前記温度測定器の測定視野内に設置された基準温度発生
   用ヒーターと、前記ヒーターの温度を測定するための温
   度計と、溶接状態判定器とからなり、前記溶接状態判定
   器は、前記温度測定器によって測定された前記シーム溶
   接部の温度と、溶接条件に応じて予め設定された、前記
   シーム溶接部の溶接状態が良好な場合における前記シー
   ム溶接部の最適温度とを比較し、この比較結果に基づい
   て、前記シーム溶接部の溶接状態の良否を判定すると共
   に、前記温度計によって測定された前記ヒーターの温度
   と、前記温度測定器によって測定された前記ヒーターの
   温度とを比較し、この比較結果に基づいて、前記温度測
   定器の異常を検出することを特徴とする、温度測定器の
   異常検出機能を有するシーム溶接状態判定装置。
2. 【請求項２】 前記シーム溶接機が前記連続金属ストリ
   ップ処理ライン外に退避した状態のときに、前記基準温
   度発生器を前記温度測定器の温度測定視野内に移動させ
   るための移動手段を更に有していることを特徴とする、
   請求項１記載のシーム溶接状態判定装置。
3. 【請求項３】 前記基準温度発生器の温度は、溶接条件
   に応じて予め前記溶接状態判定器に設定された前記最適
   温度と一致するように制御されることを特徴とする、請
   求項１記載のシーム溶接状態判定装置。
4. 【請求項４】 前記基準温度発生器の発熱面積は、前記
   温度測定器の温度測定視野面積と等しいことを特徴とす
   る、請求項１から３のうちの何れか１つに記載されたシ
   ーム溶接状態判定装置。