JPH11166917A - Method and device for inspecting state of welding in lap resistance weld - Google Patents
Method and device for inspecting state of welding in lap resistance weldInfo
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- JPH11166917A JPH11166917A JP9335480A JP33548097A JPH11166917A JP H11166917 A JPH11166917 A JP H11166917A JP 9335480 A JP9335480 A JP 9335480A JP 33548097 A JP33548097 A JP 33548097A JP H11166917 A JPH11166917 A JP H11166917A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、重ね抵抗溶接部の
溶接状態を非破壊検査する方法およびその装置に関し、
特に薄鋼板のナローラップシーム溶接部の溶接状態を適
切に検査する技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for non-destructively inspecting the welding condition of a lap resistance weld.
In particular, the present invention relates to a technique for appropriately inspecting a welding state of a narrow lap seam welded portion of a thin steel sheet.
【０００２】[0002]
【従来の技術】シーム溶接、スポット溶接等の溶接部の
検査方法として、オフライン検査とオンライン検査とが
挙げられるが、そのうち、前者のオフライン検査では、
溶接部およびその溶接部周辺部の一部を切り取ってサン
プルを取り出し、当該サンプルに対して次のような検査
方法を実施している。具体的には、サンプルの溶接部分
を油圧装置で押し破り、その破れ方から良否を判定する
エリクセンテスト、メタルフロー写真や金属組織写真な
どから良否を判定する顕微鏡テスト、引っ張り強度の試
験により良否を判定する引っ張り試験、さらに曲げ強度
の試験により良否を判定する曲げ試験などが挙げられ、
これらは何れもサンプルを固定した状態で試験するた
め、微細な欠陥の状態を検査できる。しかし、オフライ
ンの検査方法は、事後評価であることから迅速な対応が
できないこと、また溶接部箇所ごとに溶接品質が変化す
るが、その状況を適切に把握できない問題がある。そこ
で、以上のような問題点を改善するためには、オンライ
ンによる検査方法が最適であるといえる。従来、かかる
オンライン検査方法は、溶接部の目視検査、ハンマリン
グテストおよび溶接時の溶接電流チャートの確認などに
より行われている。2. Description of the Related Art Offline inspection and online inspection are known as methods for inspecting a welded portion such as seam welding and spot welding.
A sample is taken out by cutting out the welded portion and a part of the peripheral portion of the welded portion, and the following inspection method is performed on the sample. More specifically, the welded part of the sample is crushed by a hydraulic device, and the Ericksen test is used to determine the quality of the sample based on how the sample is broken. Tensile test to determine, bending test to determine the quality by further testing the bending strength and the like,
Since these are all tested with the sample fixed, it is possible to inspect the state of minute defects. However, the offline inspection method has a problem that prompt response cannot be performed because it is an ex-post evaluation, and that the welding quality changes for each welded portion, but the situation cannot be grasped appropriately. Therefore, in order to improve the above problems, it can be said that the online inspection method is optimal. Conventionally, such an online inspection method is performed by visual inspection of a welded portion, a hammering test, and confirmation of a welding current chart at the time of welding.
【０００３】しかしながら、以上のようなオンライン検
査方法のうち、溶接部の目視検査による場合には溶接内
部の品質を判定するのが非常に難しいこと、その検査員
の経験、熟練度によって判定結果に相当なバラツキが出
ることである。一方、ハンマリングテストでは、その振
動信号などから溶接部の状況を判定するが、正確性に欠
けるばかりでなく、その判定結果後に目視による確認を
行う必要があり、同様に微細な欠陥を発見できない可能
性がある。さらに、溶接電流チャートの場合には、溶接
部の明確な変化を認識できるものの、微小な欠陥の違い
を発見できない問題がある。したがって、以上のような
理由からオンラインにて溶接内部の品質を含む溶接部の
検査には目視による定性的判定によるのが主流になって
いる。However, among the above-described on-line inspection methods, it is extremely difficult to judge the quality of the inside of a weld by visual inspection of a welded part, and the judgment result depends on the experience and skill of the inspector. That is, there is considerable variation. On the other hand, in the hammering test, the situation of the welded portion is determined from the vibration signal or the like, but it is not only inaccurate, but also needs to be visually checked after the determination result, and similarly, fine defects cannot be found. there is a possibility. Further, in the case of the welding current chart, there is a problem that although a clear change in the welded portion can be recognized, a difference in minute defects cannot be found. Therefore, for the above reasons, the mainstream of online inspection of a weld including the quality of the inside of a weld is qualitative determination by visual inspection.
【０００４】さらに、オンライン検査方法の一例とし
て、特開平６−３４５６４号公報に開示された方法があ
る。この方法は、赤外線センサを用いて溶接部およびそ
の近傍から輻射される赤外線を検出し、溶接部および溶
接部近傍の温度分布データを画像処理し、予め記憶され
ている既知標準画像データと比較することによって溶接
部の良否を判定する溶接部検査方法である。この方法の
特徴として、オンラインにて迅速に溶接部の良否を判定
できることが挙げられる。しかし、溶接部およびその近
傍から輻射される赤外線の輝度を指標としているため、
次のような問題がある。すなわち、放射率が材料によっ
て違うため、同じ輝度でも測定値が違ってくる。また、
溶接からの時間経過によって赤外線の放射輝度が変わる
ため、測定時間によって測定温度が変化する。たとえ、
溶接からの測定までの時間を一定に固定しておいても、
板厚の違いが熱容量の違いとなるので、板厚が変わると
温度降下の度合いが変わり、統一的な温度測定ができな
い。結局、温度測定がばらつくために、溶接部の良否の
判定にバラツキが出ることになる。Further, as an example of the online inspection method, there is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-34564. This method uses an infrared sensor to detect infrared radiation radiated from the weld and its vicinity, image-processes the temperature distribution data of the weld and the vicinity of the weld, and compares it with known standard image data stored in advance. This is a welding part inspection method for determining the quality of a welding part. A feature of this method is that the quality of the welded portion can be quickly determined online. However, since the index of the brightness of the infrared radiation radiated from the weld and its vicinity,
There are the following problems. That is, since the emissivity differs depending on the material, the measured value differs even with the same luminance. Also,
Since the radiance of infrared rays changes with the passage of time from welding, the measurement temperature changes with the measurement time. for example,
Even if the time from welding to measurement is fixed,
Since the difference in the plate thickness results in the difference in the heat capacity, if the plate thickness changes, the degree of the temperature drop changes, and a uniform temperature measurement cannot be performed. Eventually, the temperature measurement varies, and the judgment of the quality of the welded portion varies.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みてなされたもので、オンラインにて重ね抵抗溶接部
の良否を迅速かつ正確に判定可能な検査方法およびその
装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides an inspection method and apparatus capable of quickly and accurately determining the quality of a lap resistance weld on-line. Aim.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係る重ね抵抗溶
接部の溶接状態検査方法は、重ね抵抗溶接部の溶接状態
を非破壊検査する方法において、溶接部の金属組織の結
晶粒径を算出し、その結晶粒径から溶接部のナゲット生
成状態を推定し、その結果に基づいて溶接部の良否を判
定することを特徴とするものである。A method for inspecting the welding condition of a lap resistance weld according to the present invention is a method for nondestructively inspecting the welding condition of a lap resistance weld, comprising calculating a crystal grain size of a metal structure of the weld. Then, the nugget formation state of the welded portion is estimated from the crystal grain size, and the quality of the welded portion is determined based on the result.
【０００７】また、前記溶接部の金属組織の結晶粒径を
算出する場合において、超音波パルスを溶接部に送信
し、その超音波の多重反射エコーを受信し、該多重反射
エコーのうち２つのエコーのスペクトルをそれぞれ求
め、この２つのスペクトルの差異から結晶粒径を求める
こととしたものである。Further, in calculating the crystal grain size of the metal structure of the welded portion, an ultrasonic pulse is transmitted to the welded portion, a multiple reflection echo of the ultrasonic wave is received, and two of the multiple reflection echoes are received. The spectra of the echoes are determined, and the crystal grain size is determined from the difference between the two spectra.
【０００８】また、本発明に係る重ね抵抗溶接部の溶接
状態検査装置は、被検体に超音波パルスを送信し、該被
検体からの多重反射エコーを受信する超音波送受信手段
と、前記受信された多重反射エコーのうち２つのエコー
を抽出するエコー波形抽出手段と、前記抽出された２つ
のエコーのスペクトルをそれぞれ求め、溶接部の金属組
織の結晶粒径による散乱減衰を算出する散乱減衰算出手
段と、前記算出された散乱減衰を用いて前記結晶粒径を
算出する結晶粒径算出手段と、前記算出された結晶粒径
からナゲットの大きさを算出するナゲット径算出手段
と、前記算出されたナゲットの大きさを基準値と比較す
ることにより溶接部の良否を判定する判定手段とからな
るものである。The apparatus for inspecting the welding condition of a lap resistance welded portion according to the present invention transmits ultrasonic pulses to a subject and receives multiple reflected echoes from the subject, and an ultrasonic transmitting / receiving means; Echo waveform extracting means for extracting two echoes from the multiple reflected echoes, and scattering attenuation calculating means for obtaining the spectra of the two extracted echoes and calculating the scattering attenuation due to the crystal grain size of the metal structure of the welded portion. And, a crystal grain size calculating means for calculating the crystal grain size using the calculated scattering attenuation, a nugget diameter calculating means for calculating the size of a nugget from the calculated crystal grain size, The determination means determines the quality of the welded portion by comparing the size of the nugget with a reference value.
【０００９】本発明では、重ね抵抗溶接部（以下、単に
「溶接部」という）における金属組織の結晶粒径に着目
し、その結晶粒径からナゲットの大きさを推定すること
により、その溶接部の良否を判定することとしたもので
ある。ナゲットの大きさは、板厚、溶接電流、電極圧
力、母材材質等により変化するが、溶接部の金属組織の
結晶粒径とはある相関がある。In the present invention, attention is paid to the crystal grain size of the metal structure in the lap resistance welded portion (hereinafter, simply referred to as “welded portion”), and the size of the nugget is estimated from the crystal grain size to obtain the welded portion. Is determined. The size of the nugget varies depending on the sheet thickness, welding current, electrode pressure, base material, and the like, but has a certain correlation with the crystal grain size of the metal structure of the welded portion.
【００１０】図２は、本発明において溶接部の金属組織
の結晶粒径から溶接状態を推定するのに用いる、溶接部
の金属組織の結晶粒径とナゲットの生成状態との関係を
表す図である。なお、これは経験に基づいて得られた関
係である。同図により、例えば、ナローラップシーム溶
接部の金属組織の結晶粒径が求まると、ナローラップシ
ーム溶接部のナゲットの生成状態、すなわち、溶接によ
り金属が溶け込んだ状態の大きさを知ることができる。
さらに、ナゲットの大きさは、溶接部の強度に直接関係
する量なので、同図よりナローラップシーム溶接部の溶
接状態を評価することができる。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the crystal grain size of the metal structure of the weld and the state of nugget formation used in the present invention for estimating the welding state from the crystal grain size of the metal structure of the weld. is there. Note that this is a relationship obtained based on experience. From the figure, for example, when the crystal grain size of the metal structure of the narrow lap seam weld is determined, it is possible to know the state of nugget formation in the narrow lap seam weld, that is, the size of the state in which the metal has melted by welding. .
Further, since the size of the nugget is an amount directly related to the strength of the welded portion, the welding state of the narrow lap seam welded portion can be evaluated from FIG.
【００１１】そこでまず、本発明では溶接部の金属組織
の結晶粒径を求める手段が重要になってくる。図３は、
超音波手段による方法を示す構成図である。同図におい
て、１は中心周波数５０〜７５ＭＨｚの比較的広帯域の
超音波探触子、２は接触媒質の水、３は被検体の母材で
ある薄鋼板、４は検査部であるナローラップシーム溶接
部、５は超音波ビーム、６は溶接部表面、７は溶接部底
面である。Therefore, first, in the present invention, means for obtaining the crystal grain size of the metal structure of the welded portion becomes important. FIG.
It is a block diagram showing the method by an ultrasonic means. In the figure, reference numeral 1 denotes a relatively broadband ultrasonic probe having a center frequency of 50 to 75 MHz, reference numeral 2 denotes couplant water, reference numeral 3 denotes a thin steel plate as a base material of a subject, and reference numeral 4 denotes a narrow lap seam as an inspection unit. A welded portion, 5 is an ultrasonic beam, 6 is a welded surface, and 7 is a welded bottom surface.
【００１２】次に動作を説明する。超音波探触子１から
送信された超音波３は、接触媒質の水２を伝播し、溶接
部表面６に達する。ここで、本実施例では接触媒質２に
水を用いたが、５０〜７５ＭＨｚの広帯域の超音波を低
減衰で伝播させる物質であればよく、減衰が比較的大き
い場合には超音波探触子１と溶接部表面６の距離を近づ
ける必要がある。溶接部表面に達した超音波は、一部は
被検体であるナローラップシーム溶接部４内に入射し、
残りは反射される。ここで、表面に達した超音波が溶接
部内に入り込む割合、および再び水に反射される割合、
すなわち、反射率および透過率は薄鋼板と水の音響イン
ピーダンスから次式より計算によって求めることができ
る。Next, the operation will be described. The ultrasonic wave 3 transmitted from the ultrasonic probe 1 propagates through the couplant water 2 and reaches the weld surface 6. Here, in the present embodiment, water is used as the couplant 2. However, any substance that can transmit a broadband ultrasonic wave of 50 to 75 MHz with low attenuation can be used. If the attenuation is relatively large, the ultrasonic probe is used. It is necessary to make the distance between 1 and the weld surface 6 closer. Part of the ultrasonic wave that has reached the weld surface enters the narrow lap seam weld 4 that is the subject,
The rest is reflected. Here, the rate at which the ultrasonic waves reaching the surface enter the weld, and the rate at which the ultrasonic waves are reflected back to the water,
That is, the reflectance and the transmittance can be calculated from the acoustic impedance of the thin steel sheet and water by the following formula.
【００１３】[0013]
【数１】 (Equation 1)
【００１４】ナローラップシーム溶接部４内に入射した
超音波は溶接部内で結晶粒によって散乱され減衰しなが
ら伝播し、溶接部底面７に達し反射される。同超音波
は、再び溶接部内で散乱されながら伝播し、溶接部表面
６に戻る。さらに同超音波は、溶接部表面６において、
ある反射率で反射され、再び同じ過程で溶接部内を伝播
し、残りは接触媒質２へ透過し、超音波探触子１にて受
信される。送信超音波はこのような伝播経路をとるた
め、受信超音波のＡスコープは図４のようになる。The ultrasonic wave incident on the narrow lap seam weld 4 is scattered by the crystal grains in the weld and propagates while being attenuated, reaches the weld bottom 7 and is reflected. The ultrasonic wave propagates while being scattered again in the welded portion, and returns to the welded surface 6. Further, the ultrasonic wave is applied to the welding surface 6.
The light is reflected at a certain reflectivity, propagates again through the weld in the same process, and the rest passes through the couplant 2 and is received by the ultrasonic probe 1. Since the transmission ultrasonic wave takes such a propagation path, the A scope of the reception ultrasonic wave is as shown in FIG.
【００１５】図４において、Ｓ1 は送信超音波が溶接部
表面６にて反射されたエコーで、Ｂ1 は溶接部内で１往
復したもの、Ｂ2 は２往復、Ｂ3 、Ｂ4 、…は、３、
４、…往復したものである。この受信された超音波波形
から隣り合う２つのエコー、例えば、Ｂ1 、Ｂ2 エコー
を抽出し、それぞれをフーリエ変換すると図５のように
なる。Ｂ1 のスペクトル８に比べＢ2 のスペクトル９の
方が高周波側でより大きく減衰している。これら溶接部
内からの反射エコーＢ1 、Ｂ2 、Ｂ3 、・・・が減衰す
る原因は、主に３つあり、一つは先に述べたように超音
波が溶接部内から接触媒質中に透過するためであり、も
う一つは超音波ビームが拡がりながら伝播するためであ
り、残りの一つは溶接部内の結晶粒によって散乱される
ためである。このうち、接触媒質と薄鋼板の音響インピ
ーダンスから透過率は計算でわかり、さらに超音波ビー
ムの拡がりも探触子の振動子径から波長毎に計算で出せ
る。したがって、実験から求まる減衰状態から、上の２
つの減衰を差し引けば結晶粒による上記散乱による減衰
が求まる。In FIG. 4, S 1 is an echo of the transmitted ultrasonic wave reflected on the welding surface 6, B 1 makes one round trip in the weld, B 2 makes two round trips, B 3 , B 4 ,. Is 3,
4, ... reciprocated. Two adjacent echoes, for example, B 1 and B 2 echoes are extracted from the received ultrasonic waveform and Fourier-transformed into each, as shown in FIG. Towards spectrum 9 of B 2 than the spectral 8 B 1 is being attenuated more greatly the high frequency side. There are mainly three causes of the attenuation of the reflected echoes B 1 , B 2 , B 3 ,... From the inside of the welded portion. Another reason is that the ultrasonic beam propagates while being spread, and the other is that the ultrasonic beam is scattered by crystal grains in the welded portion. Among them, the transmittance can be calculated from the acoustic impedance of the couplant and the thin steel sheet, and the spread of the ultrasonic beam can be calculated for each wavelength from the transducer diameter of the probe. Therefore, from the attenuation state obtained from the experiment,
By subtracting the two attenuations, the attenuation due to the scattering by the crystal grains is obtained.
【００１６】本実施例では、探触子の振動子径が３ｍｍ
であったので拡がりによる減衰は、図６の減衰曲線１０
のようになる。そこで、Ｂ1 のパワースペクトル８から
Ｂ2 のパワースペクトル９を引き、さらに図６の減衰曲
線１０を引くと図７のスペクトル１１のような結果を得
る。これは、溶接部内での結晶粒子による散乱による減
衰曲線である。超音波の結晶粒による散乱は、次式で表
される。 α＝Ｓ・Ｄ3 ・ｆ4 （ｄＢ／ｃｍ） （３） ただし、Ｓ＝１．５×１０-9の定数 Ｄは、μｍ単位での結晶粒径 ｆは、ＭＨｚ単位での周波数 である。図７のスペクトル１１を式（３）で最小２乗法
でフィッティングすることにより、結晶の粒径の大きさ
Ｄを算出することができる。In this embodiment, the transducer diameter of the probe is 3 mm.
Therefore, the attenuation due to the spread is represented by the attenuation curve 10 in FIG.
become that way. Therefore, from the power spectrum 8 B 1 Pull the power spectrum 9 of B 2, to obtain a result as shown in spectrum 11 of Figure 7 is further pulled the attenuation curve 10 of FIG. This is an attenuation curve due to scattering by crystal particles in the weld. The scattering of ultrasonic waves by crystal grains is expressed by the following equation. α = S · D 3 · f 4 (dB / cm) (3) where S is a constant of 1.5 × 10 −9 D is the crystal grain size in μm unit f is the frequency in MHz unit . By fitting the spectrum 11 of FIG. 7 by the least squares method using the equation (3), the size D of the crystal grain size can be calculated.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】図１は、超音波でナローラップシ
ーム溶接部の金属組織の結晶粒径を測定し、その測定値
から溶接部の良否を判定する溶接部検査装置の構成を示
すブロック図である。同図において、１は超音波探触
子、１２は超音波探傷器で、これら超音波探触子１と超
音波探傷器１２で被検体３に超音波パルスを送受信する
超音波送受信手段を構成している。１３はＡ／Ｄ変換装
置、１４は被検体３からの多重反射エコーのうち２つの
エコーの波形を抽出するエコー波形抽出装置で、ここで
はＢ1 とＢ2 の２つのエコー波形を抽出している。１５
は抽出された２つのエコー波形を高速フーリエ変換して
それぞれのスペクトルを求めるＦＦＴ演算装置である。
１６は超音波ビームの拡がりによる減衰を計算するため
の拡散減衰補正計算装置で、この拡散減衰は予め超音波
探触子１の振動子径から波長毎に計算しておく。１７は
上記２つのエコーのスペクトルと拡散減衰とから結晶粒
径による散乱減衰を算出する散乱減衰算出装置、１８は
算出された散乱減衰を最小２乗法で式（３）にフィッテ
ィングさせることにより結晶粒径を算出する結晶粒径算
出装置、１９は算出された結晶粒径からナゲットの大き
さを求めるナゲット径算出装置、２０は求められたナゲ
ットの大きさを基準値と比較することにより溶接部の良
否を判定する溶接部の品質判定装置、２１は出力装置で
ある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing the construction of a welding part inspection apparatus for measuring the crystal grain size of a metal structure of a narrow lap seam welding part by ultrasonic waves and judging the quality of the welding part from the measured value. FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an ultrasonic probe, 12 denotes an ultrasonic flaw detector, and these ultrasonic probe 1 and the ultrasonic flaw detector 12 constitute an ultrasonic transmitting / receiving means for transmitting / receiving ultrasonic pulses to / from the subject 3. doing. 13 A / D converter, 14 is an echo waveform extracting apparatus for extracting two echo waveforms of multiple reflection echo from the subject 3, wherein the extracted two echo waveform of B 1 and B 2 I have. Fifteen
Is an FFT operation device that obtains respective spectra by performing fast Fourier transform on two extracted echo waveforms.
Reference numeral 16 denotes a diffusion attenuation correction calculator for calculating attenuation due to the spread of the ultrasonic beam. This diffusion attenuation is calculated in advance for each wavelength from the transducer diameter of the ultrasonic probe 1. Reference numeral 17 denotes a scattering attenuation calculating apparatus for calculating scattering attenuation based on the crystal grain size from the spectra of the two echoes and diffusion attenuation, and 18 denotes a crystal grain by fitting the calculated scattering attenuation to the equation (3) by the least square method. A crystal grain size calculating device for calculating the diameter, 19 is a nugget diameter calculating device for obtaining the size of the nugget from the calculated crystal grain size, and 20 is a welded portion of the welded portion by comparing the obtained nugget size with a reference value. A quality judgment device for a welded part for judging pass / fail is an output device.
【００１８】本実施例の装置の作用を探傷から溶接部の
良否の判定をするフローに従って説明する。まず、超音
波探傷器１２から超音波探触子１に高電圧のパルス信号
を送信する。すると、探触子の特性に応じた周波数の超
音波が発生し、被検体３に入射される。被検体３内を伝
播した超音波は超音波探触子１で受信され、電気信号に
変えられ、超音波探傷器１２に受信信号が送られる。受
信信号は、超音波探傷器１２で増幅され、Ａ／Ｄ変換装
置１３でデジタル信号に変えられる。デジタル信号に変
えられた受信信号はエコー波形抽出装置１４においてＢ
1 、Ｂ2 エコーの波形が抽出され、さらにＦＦＴ演算装
置１５でＢ1 、Ｂ2 エコーのスペクトルが求められる。
この２つのスペクトルと、予め拡散減衰補正計算装置１
６において計算しておいた超音波の拡がりによる減衰か
ら、散乱減衰算出装置１７によって結晶粒径による散乱
減衰が求められる。この散乱減衰を結晶粒径算出装置１
８において最小２乗法で式（４）にフィッティングさせ
ることにより結晶粒径が求められる。The operation of the apparatus according to the present embodiment will be described in accordance with a flow for judging the quality of a welded portion from flaw detection. First, a high voltage pulse signal is transmitted from the ultrasonic flaw detector 12 to the ultrasonic probe 1. Then, an ultrasonic wave having a frequency corresponding to the characteristics of the probe is generated and is incident on the subject 3. The ultrasonic wave propagated in the subject 3 is received by the ultrasonic probe 1, converted into an electric signal, and a received signal is sent to the ultrasonic flaw detector 12. The received signal is amplified by the ultrasonic flaw detector 12 and converted into a digital signal by the A / D converter 13. The received signal converted into the digital signal
The waveforms of the 1 and B 2 echoes are extracted, and the spectrum of the B 1 and B 2 echoes is obtained by the FFT arithmetic unit 15.
These two spectra and the diffusion attenuation correction calculator 1
From the attenuation due to the spread of the ultrasonic waves calculated in 6, the scattering attenuation by the crystal grain size is obtained by the scattering attenuation calculating device 17. The scattering attenuation is used to calculate the crystal grain size
In 8, the crystal grain size is determined by fitting the equation (4) by the least squares method.
【００１９】いま、溶接部の結晶粒径とナゲットの大き
さの関係は、図２の関係を１次式で近似することによ
り、次式で表される。 Ｄ＝０．０３４×ｙ＋１０ （４） ただし、Ｄ：μｍ単位での結晶粒径 ｙ：μｍ単位でのナゲットの大きさ である。よって、結晶粒径算出装置１８にて求められた
結晶粒径から、ナゲット径算出装置１９で式（４）を用
いてナゲットの大きさを算出することができる。そし
て、溶接部の品質判定装置２０において、溶接部のナゲ
ットの大きさが、例えば１００μｍを基準値として、１
００μｍ以下のものを溶接部不良と、そうでないものを
合格と判定し、その結果を出力装置２１に出力する。本
実施例では波形抽出１４から溶接部の品質判定２０まで
をパソコン２２で行った。なお、本実施例では、水浸超
音波を用いているが、電磁超音波やレーザ超音波などの
非接触超音波法でも実施可能である。The relationship between the crystal grain size of the weld and the size of the nugget is expressed by the following equation by approximating the relationship of FIG. D = 0.034 × y + 10 (4) where D: crystal grain size in μm unit y: nugget size in μm unit Therefore, the nugget size can be calculated by the nugget diameter calculating device 19 using the equation (4) from the crystal grain size calculated by the crystal particle size calculating device 18. Then, in the quality determination device 20 for the welded portion, the size of the nugget of the welded portion is set to 1
Those having a diameter of 00 μm or less are determined to be defective, and those not being determined to be acceptable are output to the output device 21. In the present embodiment, the personal computer 22 performs from the waveform extraction 14 to the quality judgment 20 of the welded portion. In the present embodiment, water immersion ultrasonic waves are used, but non-contact ultrasonic methods such as electromagnetic ultrasonic waves and laser ultrasonic waves can also be used.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような種々の効果を奏する。請求項１記載の発明
は、非破壊的に迅速に溶接部の溶接状態を評価でき、目
視検査を行うことなく溶接部の良否を判定することがで
きる。そのため、オンラインでの測定が可能となる。ま
た、熟練・労力を必要としないため判定結果にバラツキ
がなく溶接部の内部品質を含む品質検査を適正に行うこ
とができる。請求項２および請求項３記載の発明は、超
音波を用いてナローラップシーム溶接内部の結晶粒径を
測定するため、非破壊的な測定が可能になり、オンライ
ンで簡単に溶接部の検査を行うことができる。請求項４
記載の発明は、オンラインにて簡便に種々の溶接状態を
判定可能であり、その判定結果に基づいて溶接作業ない
しは溶接制御に対して適切な対策を講ずることができ
る。As described above, according to the present invention,
There are various effects as follows. According to the first aspect of the present invention, the welding state of the welded portion can be quickly and nondestructively evaluated, and the quality of the welded portion can be determined without performing a visual inspection. Therefore, online measurement is possible. Further, since skill and labor are not required, there is no variation in the determination result, and the quality inspection including the internal quality of the welded portion can be appropriately performed. According to the second and third aspects of the present invention, since the crystal grain size inside the narrow lap seam weld is measured by using ultrasonic waves, nondestructive measurement is possible, and the weld can be easily inspected online. It can be carried out. Claim 4
The described invention can easily determine various welding states online and take appropriate measures for welding work or welding control based on the determination results.
【図１】本発明の溶接部検査装置の構成を示すブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a welding part inspection apparatus of the present invention.
【図２】結晶粒径とナゲットの大きさの関係を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the crystal grain size and the size of a nugget.
【図３】本発明における超音波手段による方法を示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing a method using ultrasonic means in the present invention.
【図４】受信超音波のＡスコープを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an A-scope of received ultrasonic waves.
【図５】抽出された２つの反射エコーのスペクトルを示
す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating spectra of two extracted reflected echoes.
【図６】超音波の拡がりによる減衰を表す曲線である。FIG. 6 is a curve showing attenuation due to the spread of ultrasonic waves.
【図７】超音波が結晶粒によって散乱されたために起こ
った減衰を表す曲線である。FIG. 7 is a curve showing attenuation caused by scattering of ultrasonic waves by crystal grains.
１ 超音波探触子 ２ 水（接触媒質） ３ 薄鋼板（被検体） ４ ナローラップシーム溶接部 ５ 超音波 ６ 溶接部表面 ７ 溶接部底面 ８ Ｂ１エコーのスペクトル ９ Ｂ２エコーのスペクトル １０ 超音波ビームの拡がりによる減衰 １１ 散乱による減衰 １２ 超音波探傷器 １３ Ａ／Ｄ変換装置 １４ エコー波形抽出装置 １５ ＦＦＴ演算装置 １６ 拡散減衰補正計算装置 １７ 散乱減衰算出装置 １８ 結晶粒径算出装置 １９ ナゲット径算出装置 ２０ 溶接部の品質判定装置 ２１ 出力装置 ２２ パソコン（ＰＣ） REFERENCE SIGNS LIST 1 ultrasonic probe 2 water (courier material) 3 thin steel plate (subject) 4 narrow lap seam weld 5 ultrasonic 6 weld surface 7 bottom of weld 8 spectrum of B1 echo 9 spectrum of B2 echo 10 ultrasonic beam 11 Attenuation due to scattering 12 Ultrasonic flaw detector 13 A / D converter 14 Echo waveform extractor 15 FFT calculator 16 Diffusion attenuation correction calculator 17 Scattering attenuation calculator 18 Crystal grain size calculator 19 Nugget diameter calculator Reference Signs List 20 Weld joint quality judgment device 21 Output device 22 Personal computer (PC)
Claims (4)
する方法において、 溶接部の金属組織の結晶粒径を算出し、その結晶粒径か
ら溶接部のナゲット生成状態を推定し、その結果に基づ
いて溶接部の良否を判定することを特徴とする重ね抵抗
溶接部の溶接状態検査方法。1. A method for non-destructively inspecting a welding state of a lap resistance welded part, comprising calculating a crystal grain size of a metal structure of a welded part, estimating a nugget formation state of the welded part from the crystal grain size, and as a result A method for inspecting the welding state of a lap resistance welded part, wherein the quality of the welded part is determined based on the condition.
場合において、超音波パルスを溶接部に送信し、その超
音波の多重反射エコーを受信し、該多重反射エコーのう
ち２つのエコーのスペクトルをそれぞれ求め、この２つ
のスペクトルの差異から結晶粒径を求めることを特徴と
する請求項１記載の重ね抵抗溶接部の溶接状態検査方
法。2. When calculating the crystal grain size of a metal structure of a welded portion, an ultrasonic pulse is transmitted to the welded portion, a multiple reflection echo of the ultrasonic wave is received, and two echoes of the multiple reflection echo are received. 2. The method for inspecting the welding condition of a lap resistance welded part according to claim 1, wherein the spectrum of the lap resistance weld is obtained from the difference between the two spectra.
査に適用することを特徴とする請求項１または請求項２
記載の重ね抵抗溶接部の溶接状態検査方法。3. The method according to claim 1, wherein the method is applied to an inspection of a narrow lap seam weld of a thin steel sheet.
The method for inspecting the welding condition of a lap resistance weld described in the above.
体からの多重反射エコーを受信する超音波送受信手段
と、 前記受信された多重反射エコーのうち２つのエコーを抽
出するエコー波形抽出手段と、 前記抽出された２つのエコーのスペクトルをそれぞれ求
め、溶接部の金属組織の結晶粒径による散乱減衰を算出
する散乱減衰算出手段と、 前記算出された散乱減衰を用いて前記結晶粒径を算出す
る結晶粒径算出手段と、 前記算出された結晶粒径からナゲットの大きさを算出す
るナゲット径算出手段と、 前記算出されたナゲットの大きさを基準値と比較するこ
とにより溶接部の良否を判定する判定手段と、を具備す
る重ね抵抗溶接部の溶接状態検査装置。4. An ultrasonic transmitting / receiving means for transmitting an ultrasonic pulse to a subject and receiving multiple reflected echoes from the subject, and extracting an echo waveform for extracting two echoes among the received multiple reflected echoes. Means, a spectrum of each of the extracted two echoes is obtained, and a scattering attenuation calculating means for calculating scattering attenuation due to a crystal grain size of the metal structure of the welded portion; and a crystal grain size using the calculated scattering attenuation. Crystal grain size calculating means for calculating the nugget size from the calculated crystal grain size, and the calculated size of the nugget by comparing the calculated size of the nugget with a reference value, A welding state inspection device for a lap resistance welded portion, comprising: a determination unit for determining a pass / fail state.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9335480A JPH11166917A (en) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | Method and device for inspecting state of welding in lap resistance weld |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9335480A JPH11166917A (en) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | Method and device for inspecting state of welding in lap resistance weld |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11166917A true JPH11166917A (en) | 1999-06-22 |
Family
ID=18289049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9335480A Withdrawn JPH11166917A (en) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | Method and device for inspecting state of welding in lap resistance weld |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11166917A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008224226A (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-25 | Mazda Motor Corp | Method and device for ultrasonic inspection of spot-welded part |
| JP2014185945A (en) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Toshiba Corp | Ultrasonic inspection device and ultrasonic inspection method |
| CN111912905A (en) * | 2020-06-18 | 2020-11-10 | 浙江吉利汽车研究院有限公司 | Method, device and system for determining diameter of resistance spot welding nugget, electronic equipment and storage medium |
-
1997
- 1997-12-05 JP JP9335480A patent/JPH11166917A/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008224226A (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-25 | Mazda Motor Corp | Method and device for ultrasonic inspection of spot-welded part |
| JP2014185945A (en) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Toshiba Corp | Ultrasonic inspection device and ultrasonic inspection method |
| CN111912905A (en) * | 2020-06-18 | 2020-11-10 | 浙江吉利汽车研究院有限公司 | Method, device and system for determining diameter of resistance spot welding nugget, electronic equipment and storage medium |
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