JPH109833A - 突き合わせ溶接部の形状検出方法 - Google Patents
突き合わせ溶接部の形状検出方法Info
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- JPH109833A JPH109833A JP16725696A JP16725696A JPH109833A JP H109833 A JPH109833 A JP H109833A JP 16725696 A JP16725696 A JP 16725696A JP 16725696 A JP16725696 A JP 16725696A JP H109833 A JPH109833 A JP H109833A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フラッシュバット溶接機等による突き合わせ
溶接部の形状検出方法を提供する。 【解決手段】 ２次元距離計を用いて、トリミング部を
中心に４つのゾーンに区分して順次それぞれ距離を測定
し、得られた２次元の距離データを用いて情報処理装置
において、トリミング部中心から一定の位置を定点と
し、この定点から所定距離離れた位置での距離値と、こ
の位置からある間隔を隔てた位置での距離値との差を求
めて、その差から変化率を求め、この距離差の変化率の
うちから最大値と最小値を抽出して、そのゾーンの変形
量として求め、得られた各ゾーンの変形量を予め与えら
れた限界値と比較して、異常変形の有無を判定すること
により、変形判定を可能にする。
溶接部の形状検出方法を提供する。 【解決手段】 ２次元距離計を用いて、トリミング部を
中心に４つのゾーンに区分して順次それぞれ距離を測定
し、得られた２次元の距離データを用いて情報処理装置
において、トリミング部中心から一定の位置を定点と
し、この定点から所定距離離れた位置での距離値と、こ
の位置からある間隔を隔てた位置での距離値との差を求
めて、その差から変化率を求め、この距離差の変化率の
うちから最大値と最小値を抽出して、そのゾーンの変形
量として求め、得られた各ゾーンの変形量を予め与えら
れた限界値と比較して、異常変形の有無を判定すること
により、変形判定を可能にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラッシュバット
溶接機等による突き合わせ溶接部の形状検出方法に関す
る。
溶接機等による突き合わせ溶接部の形状検出方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、たとえば冷間圧延ラインや酸洗ラ
インなどでストリップを連続処理する場合、先行材の後
端と後行材の先端とをロータリシャーで切断した後、フ
ラッシュバット溶接機を用いた突き合わせ抵抗溶接やレ
ーザ溶接により接続されるのが一般的である。たとえば
フラッシュバット溶接は、先行板後端と後行板先端に電
圧をかけたまま微速で接近させ、双方の端面が接触した
瞬間に大電流が流れて接触部を加熱・溶融し、火花とな
って飛散させるフラッシュ工程と、双方の端部を強圧に
よりアプセットし、アプセット電流を通電して加熱・溶
融させるアプセット工程とからなっている。
インなどでストリップを連続処理する場合、先行材の後
端と後行材の先端とをロータリシャーで切断した後、フ
ラッシュバット溶接機を用いた突き合わせ抵抗溶接やレ
ーザ溶接により接続されるのが一般的である。たとえば
フラッシュバット溶接は、先行板後端と後行板先端に電
圧をかけたまま微速で接近させ、双方の端面が接触した
瞬間に大電流が流れて接触部を加熱・溶融し、火花とな
って飛散させるフラッシュ工程と、双方の端部を強圧に
よりアプセットし、アプセット電流を通電して加熱・溶
融させるアプセット工程とからなっている。
【０００３】このようなフラッシュバット溶接での溶接
部は、その後の連続処理プロセスで破断させないため
に、母材と同等の形状条件が保たれることが必要であ
る。そのため、突き合わせ溶接部の形状については、溶
接部のビードをトリマでトリミングした後のビード残り
によって生じる段差の有無およびその大小を検査するこ
とによって、合否の判定が一般に行われている。
部は、その後の連続処理プロセスで破断させないため
に、母材と同等の形状条件が保たれることが必要であ
る。そのため、突き合わせ溶接部の形状については、溶
接部のビードをトリマでトリミングした後のビード残り
によって生じる段差の有無およびその大小を検査するこ
とによって、合否の判定が一般に行われている。
【０００４】この段差検査手段の一つとして、たとえば
本出願人が特開平５−154510号公報で提案した突き合わ
せ溶接時の溶接部形状検出方法および装置がある。その
内容は、図４，５に示されるように、電極１，２で先行
材Ｓ1 の後端と後行材Ｓ2 の先端を突き合わせ溶接し、
この溶接部３のビードをトリマ４のバイト４ａを矢示Ｗ
方向に移動させながらトリミングし、このバイト４ａの
直後に、溶接部３の上面ならびに下面に対向して設置さ
れた２次元距離計５，６を用いて、溶接部３の溶接線に
垂直な断面形状を溶接線に沿って連続的に測定し、情報
処理装置７においてその形状測定結果と情報設定装置８
から与えられる両材のコイル厚さ情報とを比較演算し、
先行材Ｓ1 と後行材Ｓ2 の目違い量ならびにビード残り
量を検出して表示装置９に表示するようにしたものであ
る。
本出願人が特開平５−154510号公報で提案した突き合わ
せ溶接時の溶接部形状検出方法および装置がある。その
内容は、図４，５に示されるように、電極１，２で先行
材Ｓ1 の後端と後行材Ｓ2 の先端を突き合わせ溶接し、
この溶接部３のビードをトリマ４のバイト４ａを矢示Ｗ
方向に移動させながらトリミングし、このバイト４ａの
直後に、溶接部３の上面ならびに下面に対向して設置さ
れた２次元距離計５，６を用いて、溶接部３の溶接線に
垂直な断面形状を溶接線に沿って連続的に測定し、情報
処理装置７においてその形状測定結果と情報設定装置８
から与えられる両材のコイル厚さ情報とを比較演算し、
先行材Ｓ1 と後行材Ｓ2 の目違い量ならびにビード残り
量を検出して表示装置９に表示するようにしたものであ
る。
【０００５】ここで、情報処理装置７での目違い量なら
びにビード残り量の具体的な演算処理内容について説明
する。まず、目違い量については、図６(a) に示すよう
に、先行材Ｓ1 と後行材Ｓ2の板厚をｔ1 ，ｔ2 とし、
２次元距離計５，６によってトリミング部Ａの前後の定
点Ｐ1 またはＰ2 からの測定距離をそれぞれａ，ｂまた
はｃ，ｄとすると、目違い量ｅは下記(1) 式または(2)
式で求められる。
びにビード残り量の具体的な演算処理内容について説明
する。まず、目違い量については、図６(a) に示すよう
に、先行材Ｓ1 と後行材Ｓ2の板厚をｔ1 ，ｔ2 とし、
２次元距離計５，６によってトリミング部Ａの前後の定
点Ｐ1 またはＰ2 からの測定距離をそれぞれａ，ｂまた
はｃ，ｄとすると、目違い量ｅは下記(1) 式または(2)
式で求められる。
【０００６】 ｅ＝（ｂ−ａ）＋（ｔ1 −ｔ2 ）／２ ………………(1) ＝（ｃ−ｄ）＋（ｔ2 −ｔ1 ）／２ ………………(2) また、ビード残り量については、図６(b) に示すよう
に、溶接部３の断面をトリミング部Ａを中心に前後、上
下の４つのゾーンＺ1 ，Ｚ2 ，Ｚ3 ，Ｚ4 に分け、これ
ら各ゾーンＺ1 〜Ｚ4 について上下の２次元距離計５，
６によって測定されたすべての距離値と、各ゾーンにお
ける距離ａ〜ｄとの偏差からビード残りＤを検出し、こ
れを段差量とするのである。
に、溶接部３の断面をトリミング部Ａを中心に前後、上
下の４つのゾーンＺ1 ，Ｚ2 ，Ｚ3 ，Ｚ4 に分け、これ
ら各ゾーンＺ1 〜Ｚ4 について上下の２次元距離計５，
６によって測定されたすべての距離値と、各ゾーンにお
ける距離ａ〜ｄとの偏差からビード残りＤを検出し、こ
れを段差量とするのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開平５−154510号に示された溶接部形状検出方法で
は、下工程の冷間圧延ラインなどでそのストリップを圧
延する際に、板破断と最も関係の深い変形の度合いにつ
いて正確に評価する精度が十分でないという欠点があっ
た。そのため、変形の大きな溶接不良部を正常な良品と
判定してしまい、圧延時に板破断のトラブルを惹起する
結果を招く場合がたびたびあった。
た特開平５−154510号に示された溶接部形状検出方法で
は、下工程の冷間圧延ラインなどでそのストリップを圧
延する際に、板破断と最も関係の深い変形の度合いにつ
いて正確に評価する精度が十分でないという欠点があっ
た。そのため、変形の大きな溶接不良部を正常な良品と
判定してしまい、圧延時に板破断のトラブルを惹起する
結果を招く場合がたびたびあった。
【０００８】本発明は、上記のような従来技術の有する
課題を解決したフラッシュバット溶接機等による突き合
わせ溶接部の形状検出方法を提供することを目的とす
る。
課題を解決したフラッシュバット溶接機等による突き合
わせ溶接部の形状検出方法を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、先行材の後端
と後行材の先端を突き合わせ溶接後、その溶接部の上面
ならびに下面に対向して設置した２次元距離計を用いて
溶接部の断面形状を連続的に測定し、その形状測定結果
を情報処理装置で演算し、その結果を表示する突き合わ
せ溶接部の形状検出方法において、前記２次元距離計に
より測定した２次元の距離データを用いて突き合わせ溶
接表面部の変化率と変形接続度合いを求め、これらの値
と予め与えられたそれぞれの限界値と比較して、異常変
形、異常接続の有無を判定することを特徴とする突き合
わせ溶接部の形状検出方法である。
と後行材の先端を突き合わせ溶接後、その溶接部の上面
ならびに下面に対向して設置した２次元距離計を用いて
溶接部の断面形状を連続的に測定し、その形状測定結果
を情報処理装置で演算し、その結果を表示する突き合わ
せ溶接部の形状検出方法において、前記２次元距離計に
より測定した２次元の距離データを用いて突き合わせ溶
接表面部の変化率と変形接続度合いを求め、これらの値
と予め与えられたそれぞれの限界値と比較して、異常変
形、異常接続の有無を判定することを特徴とする突き合
わせ溶接部の形状検出方法である。
【００１０】なお、前記突き合わせ溶接表面部の変化率
の最大値を前記限界値と比較し、また前記変形接続度合
いを段差部の面積／溶接断面積の比として求めて前記限
界値と比較して、それぞれ異常変形、異常接続の有無を
判定するのがよい。
の最大値を前記限界値と比較し、また前記変形接続度合
いを段差部の面積／溶接断面積の比として求めて前記限
界値と比較して、それぞれ異常変形、異常接続の有無を
判定するのがよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態につい
て図１に基づいて説明する。本発明の測定および演算処
理は、前出図４に示した装置構成を用いて行うことを前
提としたものであり、以下の手順でなされる。 (1) 前出図４に示した２次元距離計５，６を用いて、図
２に示した４つのゾーンＺ1 ，Ｚ2 ，Ｚ3 ，Ｚ4 におい
て順次それぞれ距離を測定し、２次元の距離データを得
る。 (2) ２次元距離計５，６によって得られた２次元の距離
データを用いて情報処理装置７で以下の演算処理を行
う。
て図１に基づいて説明する。本発明の測定および演算処
理は、前出図４に示した装置構成を用いて行うことを前
提としたものであり、以下の手順でなされる。 (1) 前出図４に示した２次元距離計５，６を用いて、図
２に示した４つのゾーンＺ1 ，Ｚ2 ，Ｚ3 ，Ｚ4 におい
て順次それぞれ距離を測定し、２次元の距離データを得
る。 (2) ２次元距離計５，６によって得られた２次元の距離
データを用いて情報処理装置７で以下の演算処理を行
う。
【００１２】すなわち、まずゾーンＺ1 の黒皮部Ｂ（ト
リミング部Ａ以外の部分）において、トリミング部Ａの
中心Ｃから一定の距離Ｒ（たとえば15mm）での位置Ｔを
定点とし、この定点Ｔから中心Ｃに向かい距離Ｑとされ
る任意の位置ｍの基準位置Ｐ 1 からの距離値Ｌm と、こ
の位置ｍからある間隔ΔＥ（たとえば 1.0mm）を隔てた
位置ｎでの基準位置Ｐ1 からの距離値Ｌn との差ΔＬを
求める。
リミング部Ａ以外の部分）において、トリミング部Ａの
中心Ｃから一定の距離Ｒ（たとえば15mm）での位置Ｔを
定点とし、この定点Ｔから中心Ｃに向かい距離Ｑとされ
る任意の位置ｍの基準位置Ｐ 1 からの距離値Ｌm と、こ
の位置ｍからある間隔ΔＥ（たとえば 1.0mm）を隔てた
位置ｎでの基準位置Ｐ1 からの距離値Ｌn との差ΔＬを
求める。
【００１３】 ΔＬ＝Ｌm −Ｌn ………………(3) さらに、その距離差の変化率Δεを下記(4) 式で求め
る。 Δε＝ΔＬ／ΔＥ＝（Ｌm −Ｌn ）／ΔＥ ………………(4) (3) この距離差の変化率Δεの演算をトリミング部Ａの
中心Ｃの位置まで行うとともに、順次残りのゾーン
Ｚ2 ，Ｚ3 ，Ｚ4 について行う。なお、何らかの理由で
距離の測定値が得られない場合は、その前の位置で得ら
れた距離差の変化率と同じ値を用いるようにすればよ
い。 (4) 求められた複数の距離差の変化率Δεのうちから、
最大値ΔεMAX と最小値ΔεMIN を抽出して、それらの
絶対値の和ΔεTOTAL をそのゾーンの変形量として求め
る。
る。 Δε＝ΔＬ／ΔＥ＝（Ｌm −Ｌn ）／ΔＥ ………………(4) (3) この距離差の変化率Δεの演算をトリミング部Ａの
中心Ｃの位置まで行うとともに、順次残りのゾーン
Ｚ2 ，Ｚ3 ，Ｚ4 について行う。なお、何らかの理由で
距離の測定値が得られない場合は、その前の位置で得ら
れた距離差の変化率と同じ値を用いるようにすればよ
い。 (4) 求められた複数の距離差の変化率Δεのうちから、
最大値ΔεMAX と最小値ΔεMIN を抽出して、それらの
絶対値の和ΔεTOTAL をそのゾーンの変形量として求め
る。
【００１４】 ΔεTOTAL ＝｜ΔεMAX ｜＋｜ΔεMIN ｜ ………………(5) (5) 得られた各ゾーンの変形量ΔεTOTAL と別に求めら
れたビード残り量Ｄを予め与えられた限界値Δε0 ，Ｄ
0 と比較して異常の有無を判定し、異常判定がなされた
場合は“異常変形”の旨を表示装置９に出力する。ここ
で、上記したステップのうち(4) および(5) は、下記(4
a)および(5a)に置き換えることもできる。 (4a)求められた距離差の変化率｜Δε｜MAX を求め、予
め与えられた限界値Δε 0 と比較して、｜Δε｜MAX ≧
Δε0 の場合はその部分が段差であると判断して段差量
Ｘ＝ΔＬとする。また、｜Δε｜MAX ＜Δε0 の場合は
その部分は段差がないと判断して段差量Ｘ＝０とする。 (5a)上記ステップ(4a)で得られた段差量Ｘを幅方向に積
分し、段差部の面積ＳAを求め、溶接断面積ＳB に対す
る比率Ｅ〔＝（ＳA ／ＳB ）×100 ％〕が予め与えられ
た限界値Ｅ0 と比較して異常の有無を判定する。異常判
定がなされた場合は“ビード残り過大”の旨を表示装置
９に出力する。ここで、限界値Ｅ0 については、図３に
示すように、再溶接率および溶接破断率と比率Ｅの再溶
接しきい値との関係から最適値を定めるようにすればよ
い。
れたビード残り量Ｄを予め与えられた限界値Δε0 ，Ｄ
0 と比較して異常の有無を判定し、異常判定がなされた
場合は“異常変形”の旨を表示装置９に出力する。ここ
で、上記したステップのうち(4) および(5) は、下記(4
a)および(5a)に置き換えることもできる。 (4a)求められた距離差の変化率｜Δε｜MAX を求め、予
め与えられた限界値Δε 0 と比較して、｜Δε｜MAX ≧
Δε0 の場合はその部分が段差であると判断して段差量
Ｘ＝ΔＬとする。また、｜Δε｜MAX ＜Δε0 の場合は
その部分は段差がないと判断して段差量Ｘ＝０とする。 (5a)上記ステップ(4a)で得られた段差量Ｘを幅方向に積
分し、段差部の面積ＳAを求め、溶接断面積ＳB に対す
る比率Ｅ〔＝（ＳA ／ＳB ）×100 ％〕が予め与えられ
た限界値Ｅ0 と比較して異常の有無を判定する。異常判
定がなされた場合は“ビード残り過大”の旨を表示装置
９に出力する。ここで、限界値Ｅ0 については、図３に
示すように、再溶接率および溶接破断率と比率Ｅの再溶
接しきい値との関係から最適値を定めるようにすればよ
い。
【００１５】なお、上記の例は４つのゾーンに分けるこ
とを前提にした場合について説明したが、本発明はこれ
に限るものではなく、上側のゾーンＺ1 ，Ｚ2 を１つの
ゾーンとし、下側のゾーンＺ3 ，Ｚ4 を１つのゾーンと
しても差し支えない。特に、上記のステップ(4a)，(5a)
の実施態様の場合は中心Ｃが変形部分に掛かる場合もあ
ることから、ゾーン分けしない方が望ましい。
とを前提にした場合について説明したが、本発明はこれ
に限るものではなく、上側のゾーンＺ1 ，Ｚ2 を１つの
ゾーンとし、下側のゾーンＺ3 ，Ｚ4 を１つのゾーンと
しても差し支えない。特に、上記のステップ(4a)，(5a)
の実施態様の場合は中心Ｃが変形部分に掛かる場合もあ
ることから、ゾーン分けしない方が望ましい。
【００１６】また、上記の例では突き合わせ溶接にフラ
ッシュバット溶接機を用いた場合について説明したが、
レーザ溶接にも適用できることはいうまでもなく、さら
にトリミングの有無にも左右されるものではない。
ッシュバット溶接機を用いた場合について説明したが、
レーザ溶接にも適用できることはいうまでもなく、さら
にトリミングの有無にも左右されるものではない。
【００１７】
【実施例】本発明のステップ(1) 〜(3) およびステップ
(4a)，(5a)を組み合わせた手順で溶接部のトリミング後
の形状の異常判定を行った。このとき、限界値Ｅ0 につ
いては、比率Ｅの再溶接しきい値を0.5 ％すなわち比率
Ｅが0.5 ％以上で再溶接に設定した。その結果、再溶接
率1.8 ％、溶接破断率0.014 ％となり、ダウンタイムを
最小とした安定した操業が可能となった。
(4a)，(5a)を組み合わせた手順で溶接部のトリミング後
の形状の異常判定を行った。このとき、限界値Ｅ0 につ
いては、比率Ｅの再溶接しきい値を0.5 ％すなわち比率
Ｅが0.5 ％以上で再溶接に設定した。その結果、再溶接
率1.8 ％、溶接破断率0.014 ％となり、ダウンタイムを
最小とした安定した操業が可能となった。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オンラインで突き合わせ溶接部の変形量を測定するよう
にしたので、突き合わせ溶接部の異常変形をオンライン
で検出することができ、これによって下工程における板
破断等のトラブルを未然に防止することができる。
オンラインで突き合わせ溶接部の変形量を測定するよう
にしたので、突き合わせ溶接部の異常変形をオンライン
で検出することができ、これによって下工程における板
破断等のトラブルを未然に防止することができる。
【図１】本発明の概要を示す流れ図である。
【図２】本発明の測定原理の説明図である。
【図３】本発明での比率Ｅの再溶接しきい値と再溶接率
および溶接破断率の関係を示す特性図である。
および溶接破断率の関係を示す特性図である。
【図４】形状検出装置の従来例の構成を示す概要図であ
る。
る。
【図５】トリミング状態を示す概要図である。
【図６】従来の形状検出装置での(a) 目違い量、(b) ビ
ード残りの測定原理の説明図である。
ード残りの測定原理の説明図である。
１，２ 電極 ３ 溶接部 ５，６ ２次元距離計 ７ 情報処理装置 ８ 情報設定装置 ９ 表示装置 Ｓ1 先行材 Ｓ2 後行材
Claims (2)
- 【請求項１】 先行材の後端と後行材の先端を突き合わ
せ溶接後、その溶接部の上面ならびに下面に対向して設
置した２次元距離計を用いて溶接部の断面形状を連続的
に測定し、その形状測定結果を情報処理装置で演算し、
その結果を表示する突き合わせ溶接部の形状検出方法に
おいて、 前記２次元距離計により測定した２次元の距離データを
用いて突き合わせ溶接表面部の変化率と変形接続度合い
を求め、これらの値と予め与えられたそれぞれの限界値
と比較して、異常変形、異常接続の有無を判定すること
を特徴とする突き合わせ溶接部の形状検出方法。 - 【請求項２】 前記突き合わせ溶接表面部の変化率の最
大値を前記限界値と比較し、また前記変形接続度合いを
段差部の面積／溶接断面積の比として求めて前記限界値
と比較して、それぞれ異常変形、異常接続の有無を判定
することを特徴とする請求項１記載の突き合わせ溶接部
の形状検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16725696A JPH109833A (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 突き合わせ溶接部の形状検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16725696A JPH109833A (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 突き合わせ溶接部の形状検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH109833A true JPH109833A (ja) | 1998-01-16 |
Family
ID=15846370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16725696A Pending JPH109833A (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 突き合わせ溶接部の形状検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH109833A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6553177B1 (en) | 1998-03-20 | 2003-04-22 | Pioneer Electronic Corporation | Information recording and reproducing system |
| JP2012112898A (ja) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Jfe Steel Corp | 板材溶接部の段差量の測定方法および装置 |
| CN109570797A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-05 | 杭州翰融智能科技有限公司 | 一种焊接方法 |
-
1996
- 1996-06-27 JP JP16725696A patent/JPH109833A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6553177B1 (en) | 1998-03-20 | 2003-04-22 | Pioneer Electronic Corporation | Information recording and reproducing system |
| JP2012112898A (ja) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Jfe Steel Corp | 板材溶接部の段差量の測定方法および装置 |
| CN109570797A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-05 | 杭州翰融智能科技有限公司 | 一种焊接方法 |
| CN109570797B (zh) * | 2018-12-30 | 2021-09-07 | 杭州翰融智能科技有限公司 | 一种焊接方法 |
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