JPH10296481A - 溶接状態の検査方法 - Google Patents

溶接状態の検査方法

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JPH10296481A
JPH10296481A JP10043836A JP4383698A JPH10296481A JP H10296481 A JPH10296481 A JP H10296481A JP 10043836 A JP10043836 A JP 10043836A JP 4383698 A JP4383698 A JP 4383698A JP H10296481 A JPH10296481 A JP H10296481A
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welding
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shape curve
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弘一 石原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 板材を突合せ溶接したときのビードの幅から
溶接状態の良否を判定できるようにする。また、板厚差
のある一対のワークの突合せ溶接において、溶接位置の
狙い位置からのズレの有無を判定する。 【解決手段】 突合せ溶接したワーク1,2の溶接部の
断面プロファイルを光切断法等で測定し、ワーク1,2
の上底面とビード3の表面の断面形状に関する座標デー
タから数値演算によりビード3の実際の幅より小さめの
仮想的な有功ビード幅を算出する。この有効ビード幅が
実際のビード幅と正の相関関係にあることを利用して、
有効ビード幅に基づいてビード3の溶込み等の溶接状態
の良否を判定する。また、板厚差のあるワーク1,2を
突合せ溶接するに際し、ビード3の断面プロファイルの
傾きを測定し、測定した傾き値を予め記録された基準値
と比較することにより、溶接位置のずれの有無を判定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、レーザ溶接やアー
ク溶接により板状の材料を突合せ溶接したときの溶接部
の状態を検査する方法に関する。より詳しくは、溶込み
等の溶接状態の良否を判定する目安となるべき溶接方向
に直交する断面における溶接ビードの有効な幅寸法を求
める方法を提供する。また、本発明は、ビードの断面形
状から溶接位置のズレの有無を判定し、必要に応じて溶
接位置を補正する方法を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】一対のワークをレーザ溶接法やアーク溶
接法で突合せ溶接したときに形成されるビードの形状か
ら溶接状態の良否を判定するための項目には様々なもの
があるが、最も良く知られているものはビード裏側の状
態を観察するものである。これは板状の材料の突合せ溶
接においては、溶接状態の良否を決める特性の最重要な
ものの一つにビードの溶け込み深さがあり、板厚方向へ
の貫通状況を裏面のビードの幅を目視あるいは何らかの
方法で観察をして判定しようとするものである。しか
し、突合せ溶接においては通常は板状のワークを裏面側
からクランプして溶接することから、ビードの裏面を観
察することは同一の工程においては困難な場合が多い。
多くの場合にビードの溶込み深さはビードの幅と正の相
関関係を示すことが知られており、ビードの幅を管理す
ることができれば溶込みの異常を検知することが可能で
あることが類推される。
【0003】例えば、溶接にレーザを用いる場合、レー
ザ出力が適正値より低出力であるとビードの溶込み深さ
が不十分となるが、この場合にはビードの幅が小さくな
ることが多く、更にはレーザ出力以外にも、レーザ溶接
時に発生するプラズマの影響によるエネルギー損失やト
ーチ角度の不正等による溶接不良などもビードの幅に影
響を及ぼすことが経験的に分かっている。
【0004】ビード幅の測定にはいろいろな方法が考え
られるが、正確にその値を出すことは容易ではない。例
えば、目視観察や撮影された画像のコントラストにより
ビード幅を得ようとしても、溶接部周辺は変色やスス、
微細粒子等の付着により母材と溶接部の境界が明らかで
はない。よって、断面の形状プロファイルを用いて何ら
かの値を得ようとする試みがなされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ビードの溶接方向に直
交する断面の形状は、ビードにスリット光を照射してそ
の反射光を観察する光切断法(特開昭49−39445
号等)や、スポット光をビードに直角方向に走査させて
距離センサで計測する方法等によって測定することが可
能である。しかし、このようにして測定されたビードの
断面形状から、溶込みと相関関係を持った値としてのビ
ード幅を正確に割り出すことは難しい。
【0006】すなわち、ワークの表面に形成されたビー
ドの表面は不定形な曲面であって、母材と溶接部の境界
が必ずしも明確ではなく、そのため、ビード幅の両端の
位置を特定することが容易ではなく、ビードの断面形状
を光学的に測定した測定データからビード幅を正確に求
めることが非常に難しい。板厚の異なるワーク同士を突
合せ溶接したときに形成されるビードの表面は、厚板ワ
ークの側から薄板ワークの側へと傾斜する曲面となっ
て、とくにビードの端に近づくに従って傾斜が緩やかに
なるためにビード幅の両端とワークとの境界が非常に不
明確となり、正確なビード幅を求めることが容易でない
場合が多い。そのため、板厚差のあるワーク同士の突合
せ溶接の場合、ビードの溶込み深さ等の溶接状態の良否
判定をビード幅測定によって行うことには、その信頼性
に問題が残されていた。
【0007】そこで、本発明の一つの目的は、一対のワ
ークを突合せ溶接したときの溶接部について、ビードの
幅に基づき溶接状態の良否を高い信頼度で判定すること
のできる検査方法を提供することにある。
【0008】ところで、突合せ溶接においては突合せ位
置を正確に溶接することが要求されるため、位置決めピ
ン等を用いて連続生産における突合せ位置の再現を図っ
ている。ところが、実際には位置決めピンの摩耗や変
形、位置決めピンやワークに付着した汚れ等の要因によ
って突合せ位置が物理的に設定位置からずれることも考
えられる。その場合に突合せ位置のズレの程度によって
は溶接不良が発生することがある。
【0009】従来、アーク溶接においてビード形状を観
察してビードの良否を判定する方法(特開昭49−39
445号公報)や、レーザ溶接時の形状を観測して不良
発生の場合に再度溶接を行う方法も提案されている(特
公平6−102275号公報)。しかし、これらの方法
はあくまでも溶接された材料の良否を判定することや矯
正することだけを主目的としている。
【0010】そこで、本発明の他の目的は、板厚差のあ
るワークの突合せ溶接において、溶接位置が狙い位置か
らずれているかいないかの判定ができる検査方法を提供
することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対のワーク
を突合せ溶接したときの溶接方向に直交する断面におけ
るビードの幅と溶込みが正の相関関係にあることを前提
として、ビードの幅に基づいて溶接状態の良否を判定す
る検査方法であって、溶接部の溶接方向に直交する断面
の形状プロファイルを測定し、ワークの上底面を含む平
面の座標データと、ビードの表面を表す形状曲線の座標
データとに基づいて、溶込みに対応する有効なビード幅
を数値演算処理により算出するようにしたものである。
【0012】具体的には、ビードの断面形状に応じて溶
込みに対応する有効ビード幅を次のように定義付けす
る。これらの3つの定義付けは、材料や溶接条件によっ
て決まるビードの形状に応じて使い分けてもよく、ある
いは、形状データから判断してその場合に最も適した方
法を自動的に選ぶようなソフトウエアを検査装置内に導
入することもできる。
【0013】各ワークの上底面からビード側に所定の
マージン分だけ離れた位置に各ワークの上底面と平行な
仮想平面を設定し、各仮想平面とビードの表面を表す形
状曲線との交点を有効ビード幅の両端とする。
【0014】ビードの形状曲線が厚板ワーク側で最も
大きく変化する点(変曲点)と薄板ワーク側で最も大き
く変化する点(変曲点)とを結ぶ直線の延長線が、各ワ
ークの上底面を含む平面と交わる点を有効ビード幅の両
端とする。
【0015】ビードの形状曲線の傾きが厚板ワーク側
で最も大きく変化する点(変曲点)に接する直線と厚板
ワーク上底面を含む平面との交点と、ビードの形状曲線
の傾きが薄板ワーク側で最も大きく変化する点(変曲
点)に接する直線と薄板ワーク上底面を含む平面との交
点を有効ビード幅の両端とする。
【0016】上の、において、変曲点は形状曲線の
二次微分が0となる点として求めることができる。ただ
し、実際の溶接では、突合せギャップの大きさにより時
として薄板側にアンダーフィルが生じることがある。そ
の場合には薄板寄りの変曲点を取るよりもアンダーフィ
ルの最下点すなわち形状曲線の一次微分が0となる点を
採用した方が実際のビード幅に近いことがある。それゆ
え、薄板側に関しては、アンダーフィルの有無および程
度に応じて、上記変曲点を用いて得られた交点か、アン
ダーフィルの最下点かを、選択的に採用するようにして
もよい。かかる選択は、制御プログラムのソフトウエア
上の処理として自動的に実行できる事項である。
【0017】このような定義付けに従う有効ビード幅
は、実際のビード幅より若干小さくなるのが通常である
が、実際のビード幅と正の相関関係にある。したがっ
て、この有効ビード幅から溶込み等の溶接状態の良否を
高い信頼度でもって判定することができる。
【0018】また、本発明は、ビードの断面プロファイ
ルを観測し、その変化の傾向を分析することによって、
溶接位置のズレの有無を判定するものであり、さらに、
ずれていた場合には溶接位置を補正することができるよ
うにしたものである。板厚に差のある平板状ワークを突
合せ溶接した場合には、突合せ位置と加熱位置(溶接位
置)の相対位置関係により、ビードの断面プロファイル
に差異が生ずる。すなわち、溶接位置が適正と考えられ
る狙い位置より厚板ワーク側にずれている場合と、逆に
薄板ワーク側にずれている場合とでは、ビードの断面形
状に傾向的な変化が現れる。その傾向を予め計測し分析
したデータを記録しておき、溶接中あるいは溶接直後に
測定した断面プロファイルと照合することで、溶接位置
が狙い位置からずれているか否か、もしずれているなら
ば厚板ワーク側か薄板ワーク側か(ズレの向き)、さら
に、どの程度ずれているか(ズレの量)を判定して、溶
接位置の移動(熱源あるいはワークの移動)を制御して
いる装置にフィードバックする。補正後もさらに観察を
続けてゆけば、補正を繰り返すことによってさらに正確
な位置に補正されることとなる。
【0019】ここで、ビードの断面プロファイルの測定
は、ビードにスリット光を照射する光切断法や、ビード
に幅方向にスポット光を走査させるスキャン測距法等で
行うことができる。そして、プロファイルの照合の一手
段としては、ビードの断面プロファイルを表す座標デー
タを求め、この座標データに基づいて断面プロファイル
の所定の領域における傾きを求め、この傾きを基準プロ
ファイルにおける傾きと比較することが挙げられる。
【0020】また、溶接方向に連続した複数箇所で測定
されたビードの断面プロファイルの傾向的変化の有無に
基づいて溶接位置のずれの有無を判断するようにすれ
ば、ゴミ等が原因で突発的にビードが変形したとき、溶
接位置がずれていないにも拘わらず位置補正をかけると
いった不具合を防止することができる。
【0021】最初にティーチングにより適正な狙い位置
をインプットしておく場合でも、例えば熱膨張などの外
的要因によって溶接位置が狙い位置からずれることがあ
り得るため、次回以降の溶接に際し、本発明により溶接
位置の狙い位置からのズレの有無を確認し、必要とあれ
ば補正を行うようにすれば、一層正確な溶接品質が保証
される。
【0022】
【発明の実施の形態】図1に、厚さの異なる一対の板状
のワーク1,2を突合せ溶接したときのビード3を含む
溶接部の断面を示す。この場合、ワーク1,2の上底面
1a,2a側から例えばレーザ溶接により突合せ溶接し
たもので、溶接方向は紙面に垂直な方向である。符号T
は板厚差を表している。ビード3の紙面の上側の表面は
厚板ワーク1側から薄板ワーク2側に向かって下り勾配
の不定形な曲面を呈しており、ビード3の実際の幅を特
定することが難しい。
【0023】そこで、光切断法等によりビード3を含む
溶接部の断面プロファイルを測定して各ワーク1,2の
上底面1a,2aを含む平面の座標データと、ビード表
面の形状曲線の座標データを得、これらの座標データに
基づいて数値演算処理により仮想的な有効ビード幅を算
出する。その際、溶接部の断面プロファイルの大まかな
特徴によって上述の3通りの定義付けのうち適当なもの
を選択して適用する。すなわち、ビード3の表面の断面
形状は、例えばレーザ溶接の場合には溶接の熱源である
レーザ光等の入熱量やワーク材質、板厚差Tの大小等の
様々な溶接条件で変わり、通常、図2に示すようにビー
ド断面の傾斜部分がやや直線的になる傾向のものと、図
3や図4に示すようにビード断面の傾斜部分が直線的で
なく上部と下部で大きく変化する傾向のものに大別され
る。図2のような断面形状の場合にはの定義付けに従
い有効ビード幅を求め、図3、図4のような断面形状の
場合にはまたはの定義付けに従って有効ビード幅を
求める。
【0024】図2はワーク1,2の上底面1a,2aと
平行な方向すなわちビード3の幅方向をY軸、上底面1
a,2aに垂直な方向すなわちビードの深さ方向をZ軸
として溶接部の断面プロファイルを図示したものであ
る。同図において、ビード3の表面を表す形状曲線A
は、厚板ワーク1側から薄板ワーク2側にやや直線的に
傾斜している。断面プロファイルがこのような傾向を示
すビード3に対しては、ワーク1,2の上底面1a,2
aを含む平面A1 ,A2 からビード3側に所定のマージ
ンm,m’分だけ離れた位置に各上底面1a,2aと平
行な仮想平面A3 ,A4 を設定し、形状曲線Aの直線的
な傾斜部分と仮想平面A3 ,A4 との交点P1 ,P2 間
のY軸方向の距離Waを有効ビード幅として測定する。
有効ビード幅Waは、溶接部の断面プロファイルを光切
断法等で測定してその座標データを得、数値演算処理を
行うことによって算出することができる。仮想平面A3
,A4を求めるために予め設定したマージンm,m’
は、板厚差Tの3〜10%、好ましくは5から7%程度
が適当である。
【0025】このようにして算出された有効ビード幅W
aは、ビード3の形状曲線Aの傾斜部分が直線的である
場合において、実際のビード幅よりやや小さいものの、
実際のビード幅と正の相関関係にあることが実験により
確認されている。したがって、有効ビード幅Waの値か
らビード3の溶込み等の溶接状態の良否を判断すること
が可能であり、この判断は信頼に足るものであることが
分かっている。
【0026】図3(A)に示される溶接部の断面プロフ
ァイルでは、ビード3の表面を表す形状曲線Bが、厚板
ワーク1側から薄板ワーク2側に向かって下り勾配とな
った傾斜部分の上部と下部で大きく変化している。形状
曲線がこのような傾向を示すビード3の場合、厚板ワー
ク1側で形状曲線Bが最も大きく変化する点すなわち変
曲点Q1 と、薄板ワーク2側で形状曲線Bが最も大きく
変化する点すなわち変曲点Q2 とを結ぶ直線Lを求め
る。そして、図2の場合と同様にしてワーク1,2の上
底面1a,2aを含む平面A1 ,A2 と直線Lの延長線
との交点Q3 ,Q4 を求め、交点Q3 ,Q4 間のY軸方
向の距離を有効ビード幅Wbとして測定する。有効ビー
ド幅Wbは図2の場合と同様に光切断法等により溶接部
の断面プロファイルを測定して得た座標データを数値演
算処理することによって算出することができる。たとえ
ば、変曲点Q1 ,Q2 はけ以上曲線Bの二次微分が0と
なる点として数値演算で求められ、直線Lの方程式も数
値演算で求められる。交点Q3 ,Q4 間の距離もそれら
のY軸座標値から求められる。
【0027】図3(B)に示すように、薄板側にアンダ
ーフィルが生じた場合には、薄板ワーク側の有効ビード
幅の端として、上に述べた薄板寄りの変曲点Q2 に代え
てアンダーフィルの最下点すなわち形状曲線Bの一次微
分が0となる点Q'2を採用してもよい。そこで、プロフ
ァイルを測定した後、薄板側に関してはアンダーフィル
の有無あるいはその程度に応じて、アンダーフィルがな
いか、あっても設定値より小さいときは近傍の変曲点Q
2 を、逆に設定値を越えるアンダーフィルがあるときは
その最下点Q'2を、選択的に採用するように制御プログ
ラムを組むことも可能である。
【0028】このようにして算出された有効ビード幅W
bにおいても実際のビード幅と正の相関関係が認めら
れ、有効ビード幅Wbの値からビード3の溶込み等の溶
接状態に良否を高い信頼度で判断することが可能である
ことが分かっている。なお、図3のような形状曲線Bの
ビードについて、図2のものに適用したの定義付けを
適用することも可能であるが、図3の場合は形状曲線の
傾斜部分が比較的大きく変化するがゆえに、形状曲線の
傾斜部分がほぼ直線的であるようなビードに適するの
定義付けを採用するときは多少の補正が必要となる。
【0029】図4(A)に示されるビード3の形状曲線
Cは、図3の形状曲線Bと同様なものであるが、ここで
は、形状曲線Cの傾きが厚板ワーク1側で大きく変化す
る点すなわち変曲点Q1 に接する直線Laと、形状曲線
Cの傾きが薄板ワーク2側で大きく変化する点すなわち
変曲点Q2 に接する直線Lbを求める。そして、厚板ワ
ーク1の上底面1aを含む平面A1 と直線Laとの交点
R1 、および、薄板ワーク2の上底面2aを含む平面A
2 と直線Lbとの交点R2 を求めて、これらの交点R1
,R2 間のY軸方向の距離Wcを有効ビード幅として
測定する。
【0030】変曲点Q1 ,Q2 は形状曲線Cの二次微分
が0となる点として求められるが、図4(B)に示すよ
うに、薄板側にアンダーフィルが生じた場合には、有効
ビード幅Wcを測定するにあたり、上に述べた薄板寄り
の変曲点Q2 に代えてアンダーフィルの最下点すなわち
形状曲線Cの一次微分が0となる点Q'2を採用してもよ
い。そこで、プロファイルを測定した後、薄板側に関し
てはアンダーフィルの有無あるいはその程度に応じて、
アンダーフィルがないか、あっても設定値より小さいと
きは近傍の変曲点Q2 を、逆に設定値を越えるアンダー
フィルがあるときはその最下点Q'2を、選択的に採用す
るように制御プログラムを組むことも可能である。
【0031】さらにはアンダーフィル幅が大きい場合に
は、図5に示すようにアンダーフィルの最下点より薄板
ワーク側の上底面2aに向かって傾きが大きくなるが、
その曲面の変曲点、すなわち図5における紙面に対して
右側の変曲点Q"2と薄板ワーク上底面2aを含む平面A
2 との交点R"2を有効ビード幅Wcの薄板側の端として
採用することもできる。
【0032】この有効ビード幅Wcにおいても実際のビ
ード幅と正の相関関係にあって、有効ビード幅Wcの値
からビード3の溶込み等の溶接状態の良否が高信頼度で
判断できることが分かっている。
【0033】次に、図6ないし図10に示す実施の形態
は、ビードの断面プロファイル(形状曲線)の傾きを求
める点で上述の実施の形態と共通するものであるが、上
述の実施の形態では溶接検査の一つの指標となるべき有
効ビード幅を求めたのに対して、ここでは溶接位置のず
れの有無を判定し、必要に応じてその補正をする。
【0034】図6および図7は、図1と同様の、板厚の
異なる一対のワーク1,2の端面を突き合わせ、突合せ
位置に真上からレーザ光4を照射することによって突合
せ溶接をした場合の溶接部を示している。図6に一点鎖
線で概括的に示した測定装置6は、例えば光切断法でビ
ード3表面の断面形状を測定するためのもので、溶接部
にスリット光5を照射するための光学系と、照射された
スリット光5の反射像から画像データを得るためのCC
Dカメラ等の撮像部と、得られた画像データを数値演算
処理するためのコンピュータを備えている。そして、溶
接方向と直交するスリット光5を一定の俯角にてビード
3に照射し、その反射像を撮像部により撮像して二次元
の光の帯として取り込む。撮像部より、画像データをコ
ンピュータに送って数値演算処理をし、ビード3の断面
プロファイルの幅方向Yと深さ方向Zにおける二次元位
置座標を求める。これにより、ビード3の断面プロファ
イルの座標データが得られる。
【0035】図8ないし図10に示す形状曲線D,E,
Fは、三通りに溶接位置を変えて突合せ溶接した場合の
ビード3の断面プロファイルを表している。具体的に
は、図8の形状曲線Dは溶接位置が狙い位置に一致した
ときのビード3の断面プロファイルを表し、図9および
図10は溶接位置が狙い位置から外れたとき、つまり、
図9の形状曲線Eは溶接位置が厚板ワーク1側に寄り過
ぎたとき、図10の形状曲線Fは溶接位置が薄板ワーク
2側に寄り過ぎたときのビード3の断面プロファイルを
表している。
【0036】図8の形状曲線Dは板厚差Tの全領域にわ
たりなだらかな直線状でほぼ一定の傾きを有しており、
厚板ワーク1側(上部)および薄板ワーク2側(下部)
の傾きが同等である。これに対して図9の形状曲線E
は、薄板ワーク2側(下部)における傾きが厚板ワーク
1側(上部)における傾きに比べて大きくなっている。
また、図10の形状曲線Fは、厚板ワーク1側(上部)
における傾きが薄板ワーク2側(下部)に比べて大きく
なっている。
【0037】例えば、図8ないし図10の形状曲線D,
E,Fのうち図8の形状曲線Dを基準として選択する。
この形状曲線Dは、板厚差Tの全領域において直線的で
傾きがほぼ一定であるという特徴があり、この板厚差T
の領域の平均的な傾き値を基準値としてコンピュータに
記録する。ちなみに、形状曲線Dで表されるようなビー
ド3は、通常、一対のワーク1,2の突合せ位置(厚板
ワーク1の溶接前の状態を部分的に二点鎖線で示す。)
から僅かに厚板ワーク1側に寄った位置にレーザ光4が
照射されたときに得られることが経験的に知られてい
る。もっとも、レーザ光4を照射する位置すなわち溶接
位置と、それによって形成されるビード3の断面プロフ
ァイルとの関係は、各ワークの寸法や材料、レーザ光に
よる入熱量等々の条件によって変化するものである。こ
こでは一つの例示として、図8の形状曲線Dを溶接状態
が良好である場合の基準プロファイルと想定するが、板
厚差のあるワークをレーザ溶接により突合せ溶接したと
きのビードの最適な断面形状は、様々な溶接条件によっ
て異なり、例えば図9の形状曲線Eの如き形状が最適と
なる場合もあり得、その場合は図9の形状曲線Eが基準
プロファイルとして設定されるべきことは言うまでもな
い。
【0038】そして、ビード3の断面プロファイルを溶
接方向の複数点において観測し、その経時的な変化の傾
向を分析することによって、溶接位置の狙い位置からの
ずれの有無を判定する。すなわち、実際のビード3につ
き測定した形状曲線の上部と下部の傾きをコンピュータ
で数値データとして求め、この求めた傾き値を予め設定
された基準値(基準プロファイルの傾き)と照合するこ
とで、ビード3の断面プロファイルの変化の傾向を分析
する。
【0039】ワーク1,2のレーザ溶接を開始し、溶接
直後あるいは所定時間経過後に、溶接方向に連続した複
数点におけるビード3の断面形状を観測して、断面形状
の板厚差領域での上部と下部における傾き値をコンピュ
ータで求め、基準値と比較する。板厚差領域の上部と下
部の夫々の傾き値が基準値と同等か許容範囲内にあれば
ビード3が図8の形状曲線Dのような断面形状で、溶接
位置の位置ズレはないと判断される。
【0040】形状曲線の上部の傾き値が基準値よりも大
きいときは溶接位置が薄板ワーク2側に寄っていること
を意味する。つまり、ビード3の断面形状の板厚差領域
での下部における傾き値が基準値より大きい場合、ビー
ド3が図9の形状曲線Eのような断面形状で、溶接位置
が厚板ワーク1側にずれていると分析される。このよう
な厚板ワーク1側への位置ずれがビード3の連続した複
数箇所で継続して現れると、溶接位置が厚板ワーク1側
にずれている傾向にあると判断され、位置ズレ量が許容
範囲を超えると溶接位置の適正位置への補正が行われ
る。
【0041】逆に下部の傾き値が基準値より大きいとき
は厚板ワーク1側に寄っていることを意味する。つま
り、ビード3の断面形状の板厚差領域での上部における
傾き値が基準値より大きく変化している場合は、ビード
3が図10の形状曲線Fのような断面形状で、溶接位置
が薄板ワーク2側にずれていると分析される。このよう
な薄板ワーク2側への位置ずれがビード3の連続した複
数箇所で継続して現れると、溶接位置が薄板ワーク2側
にずれている傾向にあると分析され、位置ずれ量が許容
範囲を超えると溶接位置の適正位置への補正が行われ
る。
【0042】このようにして、溶接方向に連続した複数
箇所で測定された傾き値をそれぞれ基準値と照合し、基
準値の許容範囲を越える傾き値が所定回数あるいは所定
時間継続した場合に、溶接位置がずれていると判定す
る。補正は、ズレの向きと量をフィードバック量として
ワーク1,2の移動テーブルまたはトーチの駆動装置に
送ることによって自動的に実行されるように構成する。
ズレの向きは基準値に比べて形状曲線の上部または下部
のどちらの傾き値が大きいかによって決まり、ズレの量
したがってまた補正量に関しては、傾き値の基準値に対
する変化の程度に基づき経験的に求められる量を予め設
定しておくことができる。
【0043】なお、レーザ溶接においてはゴミやシール
ドガス等の影響でビードの断面形状が突発的に変化する
ことがある。このような突発的変化の場合にも溶接位置
が位置ずれを起こしたものと判断して補正をかけると却
って溶接位置が適正位置から外れて溶接不良の原因とな
り得る。それゆえ、このような溶接不良の発生を防止す
るため、溶接位置の経時的な同一方向への位置ずれを補
正対象とし、突発的に生じるビード形状の変化は補正対
象とせず無視するのが望ましい。既述のように溶接方向
に連続した複数箇所で測定されたビードの断面プロファ
イルの傾向的変化に基づいて溶接位置のずれの有無を判
断するようにしているのはこのためである。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
突合せ溶接したワークの溶接部の断面プロファイルを測
定して得た座標データから実際のビード幅と正の相関関
係にある仮想的な有効ビード幅を求めることにより、こ
の有効ビード幅に基づいてビードの溶込み等の溶接状態
を高い信頼度で判定することが可能となる。
【0045】また、本発明によれば、板厚差のある一対
のワークを突合せ溶接したときのビードの断面プロファ
イルを観測して、その傾向的変化の分析に基づいて溶接
位置の狙い位置からのズレの有無を判断することが可能
となり、ズレが確認されたときは、その量および向きを
フィードバックすることにより、自動的に溶接位置の補
正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】板材を突合せ溶接したときの溶接部の横断面図
である。
【図2】溶接部の断面プロファイルを示す線図である。
【図3】(A)は溶接部の断面プロファイルを示す線
図、(B)はその変形例を示す線図である。
【図4】(A)は溶接部の断面プロファイルを示す線
図、(B)はその変形例を示す線図である。
【図5】図4(B)のさらなる変形例を示す線図であ
る。
【図6】溶接部の斜視図である。
【図7】溶接部の横断面図である。
【図8】溶接部の断面プロファイルを示す線図である。
【図9】溶接部の断面プロファイルを示す線図である。
【図10】溶接部の断面プロファイルを示す線図であ
る。
【符号の説明】
1 ワーク(厚板ワーク) 2 ワーク(薄板ワーク) 3 ビード 4 レーザ光 5 スリット光 6 測定装置 T 板厚差

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対のワークを突合せ溶接したときの溶
    接状態の良否を、溶接方向に直交する断面におけるビー
    ドの幅に基づいて判定するにあたり、溶接部の断面プロ
    ファイルを測定して各ワークの上底面を含む平面の座標
    データとビードの表面の形状曲線の座標データを求め、
    これらの座標データから数値演算処理により有効ビード
    幅を算出することを特徴とする溶接状態の検査方法。
  2. 【請求項2】 各ワークの上底面を含む平面からビード
    側に所定のマージン分だけ離れた位置に前記平面と平行
    な仮想平面を設定し、前記仮想平面のそれぞれとビード
    の表面の形状曲線との交点を前記有効ビード幅の両端と
    したことを特徴とする請求項1の溶接状態の検査方法。
  3. 【請求項3】 前記形状曲線の厚板ワーク上底面寄りの
    変曲点と前記形状曲線の薄板ワーク上底面寄りの変曲点
    とを結ぶ直線の延長線が、各ワークの上底面を含む平面
    と交わる点を前記有効ビード幅の両端としたことを特徴
    とする請求項1の溶接状態の検査方法。
  4. 【請求項4】 前記形状曲線の厚板ワーク上底面寄りの
    変曲点に接する直線と、前記形状曲線の薄板ワーク上底
    面寄りの変曲点に接する直線が、各ワークの上底面を含
    む平面と交わる点を前記有効ビード幅の両端としたこと
    を特徴とする請求項1の溶接状態に検査方法。
  5. 【請求項5】 前記形状曲線の薄板ワーク上底面寄りの
    変曲点に代えて前記形状曲線の一次微分が0となる点を
    採用したことを特徴とする請求項3または4の溶接状態
    の検査方法。
  6. 【請求項6】 板厚差のある一対のワークを突合せ溶接
    するに際し、ビードの断面プロファイルを測定し、測定
    した断面プロファイルを予め記録された基準プロファイ
    ルと比較することにより、溶接位置のずれの有無を判断
    することを特徴とする溶接状態の検査方法。
  7. 【請求項7】 ビードの断面プロファイルを表す座標デ
    ータを求め、この座標データに基づいて前記断面プロフ
    ァイルの所定の領域における傾きを求め、この傾きを前
    記基準プロファイルにおける傾きと比較することを特徴
    とする請求項6の溶接状態の検査方法。
  8. 【請求項8】 溶接方向に連続した複数箇所で測定され
    たビードの断面プロファイルの傾向的変化の有無に基づ
    いて溶接位置のずれの有無を判断することを特徴とする
    請求項6の溶接状態の検査方法。
  9. 【請求項9】 溶接位置がずれていると判断した場合
    に、その量および向きを表すデータをフィードバックす
    ることにより溶接位置の補正をすることを特徴とする請
    求項6の溶接状態の検査方法。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006009201A1 (ja) * 2004-07-22 2006-01-26 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. 溶接部可視化方法及び装置
JP2007237241A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Asmo Co Ltd 接合部品及びその製造方法
JP2008246499A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Ihi Corp レーザ溶接装置およびレーザ溶接方法
JP2009107024A (ja) * 2002-04-05 2009-05-21 Volvo Aero Corp 溶接領域の監視装置および監視方法
KR101236847B1 (ko) 2010-12-24 2013-02-25 삼성중공업 주식회사 용접 비드 검사 장치 및 그 방법
CN105745047A (zh) * 2014-01-21 2016-07-06 株式会社神户制钢所 异种金属接合体及异种金属接合体的制造方法
JP2016170026A (ja) * 2015-03-12 2016-09-23 株式会社ワイテック 溶接部の検査装置
JP2021132106A (ja) * 2020-02-19 2021-09-09 株式会社村田製作所 インダクタ部品およびその製造方法
JP2021132105A (ja) * 2020-02-19 2021-09-09 株式会社村田製作所 インダクタ部品およびその製造方法
CN115980092A (zh) * 2023-03-20 2023-04-18 宁波吉宁汽车零部件有限公司 一种焊接件检测设备
WO2024117262A1 (ja) * 2022-12-02 2024-06-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 外観検査装置、溶接システム及び溶接箇所の外観検査方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009107024A (ja) * 2002-04-05 2009-05-21 Volvo Aero Corp 溶接領域の監視装置および監視方法
WO2006009201A1 (ja) * 2004-07-22 2006-01-26 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. 溶接部可視化方法及び装置
JP2007237241A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Asmo Co Ltd 接合部品及びその製造方法
JP2008246499A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Ihi Corp レーザ溶接装置およびレーザ溶接方法
KR101236847B1 (ko) 2010-12-24 2013-02-25 삼성중공업 주식회사 용접 비드 검사 장치 및 그 방법
CN105745047A (zh) * 2014-01-21 2016-07-06 株式会社神户制钢所 异种金属接合体及异种金属接合体的制造方法
JP2016170026A (ja) * 2015-03-12 2016-09-23 株式会社ワイテック 溶接部の検査装置
JP2021132106A (ja) * 2020-02-19 2021-09-09 株式会社村田製作所 インダクタ部品およびその製造方法
JP2021132105A (ja) * 2020-02-19 2021-09-09 株式会社村田製作所 インダクタ部品およびその製造方法
WO2024117262A1 (ja) * 2022-12-02 2024-06-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 外観検査装置、溶接システム及び溶接箇所の外観検査方法
CN115980092A (zh) * 2023-03-20 2023-04-18 宁波吉宁汽车零部件有限公司 一种焊接件检测设备

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