JPS5954959A - 溶込み状態検出装置 - Google Patents

溶込み状態検出装置

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JPS5954959A
JPS5954959A JP57165071A JP16507182A JPS5954959A JP S5954959 A JPS5954959 A JP S5954959A JP 57165071 A JP57165071 A JP 57165071A JP 16507182 A JP16507182 A JP 16507182A JP S5954959 A JPS5954959 A JP S5954959A
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JP
Japan
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probe
base material
penetration
weld
ultrasonic
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JP57165071A
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Yasuo Hayakawa
泰夫 早川
Toshio Nonaka
野中 寿夫
Yukio Arima
有馬 幸男
Yukio Ogura
幸夫 小倉
Yasuji Matsumoto
松本 保治
Yoichi Kamiyama
神山 庸一
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 未発明は母材間に形成される溶接部の溶込み状態を超音
波を利用して検出する検出装置に関する。
れる母材表面に超音波探触子を配置し、先行する溶接ト
ー卆から一宇耐離離れた後方の溶接部の溶込み状態を斜
角探傷するようにしたものがある。
しかしこめ□従来の検出装置は、現に溶接□作業が実施
されている読分すなわち溶融状態にある溶接部から□一
定距離後方の溶接部の溶込文状態を検出するものである
ことか収縮音波探傷によって溶込み不正が生じているこ
とが検出されたときには、讐で一当該一接疏と先行す□
る溶融状態にある溶接部と尻間にゎ、って溶込み不□足
を生じアいるユおになり1、溶接条件の変更等の対応が
遅くなる傾向よあ、。4お、やあ、、6□ケよいいおり
、5うカニを一出讐ることは、溶接構造物の強度を確保
するtで重要で□ある。    ′ □ さらに上記した従門検出装置は、検出作業に際して水、
油等の接竺媒質を介在させて母材上に配置させる必号カ
あることから、9の媒質?送給装置を設けねばならず、
全体構成が複雑になるとともに、検査:面ず、なわ・ぢ
母材表面を平滑に・□研磨:す・:る必要が士り)1.
検出作業、が面倒になりやす、<・、、が 、。
′i′(−■・′ : つ探触子の母材表面の面粗さKよる影響を受け、検出値
・がネ*定に′なりやす□い。1なお上述した従来の検
出、装置1において、溶接条件の変更等の対応を早める
ために、超音波探触子を溶接トーチとほぼ前じ位置た配
置享ることが考えられるが、このようVC構成した場合
には、上述□した接触媒質が溶接部の高温部に接触する
ので、当該高温部の脆jヒを招くおそれ針′イるとと、
、もに、溶接トーチ、から、放、射t、tcb熱:を、
超音波探触子が受けるので、この超、音波−触子に損傷
を生じることになり、検出不能を招くこと詔す、、る。
  、 。
本発明はこのような従来技術における実情に鑑みてなさ
れたもので、その目的□は、溶込み不足を即時に検出す
るこ左ができミ接触媒質を要j°る□ことすく、かつ母
材表面□め□研−を必要とすることなく溶込み不足を検
出することのできる溶込み状態検出装置を提供すること
kある5′□ この目的を達成するために本発明は、溶接部に、 型超
音、、波探、触子からなるとともに、これらの非接触型
超音波探触子を溶接線方向に沿って移動させ“千:移動
手段をi〜:非接触型超會波操:’子のうちの第1の探
触子を溶融状態にある溶接部の直下に配置し、非接触型
超音波探触子のうちの第2の探触子を溶接部から離れた
母材の直下に配置する構成にしである。
以下、不発廟の溶込み状態検1」)装置を、図に基づい
て説明する。、 $ l’j、$は朶□発明の第1の9
例を示す構成概略図である。同図において1..1.、
.2は母、q、:3は:、男に溶接力(実施されている
部分すなわち母材1、、.2’間に形成される溶融状態
にある溶接部である。これらの母材1.2はT継手寺構
成している。4αは溶接線3の訛下に配置させた非接触
型超音波−:触手すな:わち第1の探触子、4bは溶接
部3から離れた貰材櫨の直下に□配tlt”’ aせた
非接触型超音波探触子すなわち第2の探触子、5は超音
波探傷−置である□。5れらの探触子4α、4b及び探
傷装置5は、例えば電磁的超音波探傷手段によって構成
しである。
この電磁的岬音波探!手段に、あっては、探触子4α、
4bが母材2に磁界なりえる直流電磁石と渦電流を発生
、受信する送受信コイルよりなり、探傷装H5が、庶流
電呵・パ′サーソ竺幅器等、を有している。そして、母
材2に磁界が与えられた状態で探触子4α、4bの送受
信フィルを高固波でパルス的に電磁、すると、、・母材
2の表面、に濁!流が流れ・7bミ、>グの空手の法則
に基d<、〃、、(o −レンツ力)が母材2に、鋤き
、機械的、変1位が超、音(支)が発生する・この超音
波は母御2の表、面+り垂直に伝搬し、欠陥あるいは母
材2の底面で反射し、再び表面に戻る。超音波が表面へ
戻ってくると、直流電磁石で与えられる磁界中で母材2
が機械的変位を生じることになり、7レミングの左手の
法則に基づく起電力が牛じ渦電郷が発、生する。渦電流
が発生するとJその渦電流に□応じた磁界□が発生する
ことになり、この磁界を探触子4 cL’ 、”4 b
の送受信1イルで電圧信号として受信゛□する。−なお
、’ m”’ 1の探触子4aの中心位置は母′杆1の
図示左方の表面から距陥りの位置に、すなわち溶接部3
の望ましい溶込み位w6に一致するように設定し・であ
る。また第2の探触子4bは、例えば第1の探触子4α
に対して溶接線方向と直交する方向に平、行に配置しで
ある。また、上記した距離りは望ましい溶込み舞に相当
している。
7は探触子4a 、4bが固設され、る走行台、8はこ
の走行台7が固設され、溶接線方向すなわち第1図の紙
面と直交する方向に移動可能な走行装置、9は走ゲ装置
8が載置される支持台であ、る。
また、10は走行台7上に立設したガイドで、その側方
に伸びる腕11の先端部12の端面は母材1に当接可能
に形成しである。13はばねで、−婦を走行台7の下端
に突設したブラケット14に係着され、他端を走行装!
8に係着してあり、走行台7を図示右、方に、すなわち
ガイド10の先端部12の端面が母材1に当接するよう
に付勢し、ている。15は溶接トーチで、例えばガイド
】0の腕11に挾持させである。また、16は探傷、装
置5に接続され、記憶機能、演算機能、及び比較機能を
有する中央処理装置(CPU) 、17は中央処理装置
16に接続され、例えばこの中央処理袋fff16から
出力される信号に応じて点灯する白色ランプと赤色ラン
プを具備する表示装置である。
ところで第2図は、探触子4cL、4bに受信される超
音波の反射エコー量を縦軸に、探触子4α。
4bの溶接線に直交する方向の位置を横軸にとった波形
図であるが、溶接部3が溶込み位M6に至らない場合に
は、第1の探触子4αによって投射された超音波は母材
2の上面において反射することから波形へを形成し、溶
接部3が@1図に示すように溶込み位M6にあるときに
は、この第1の探触子4αによって得られる反射エコー
量は減少するので波形Bを形成する。なお、第2の探触
子4bによって投射される超音波は常に母材2の上面に
おいて反射することから一定した波形Cを形成する。上
述のIs 1の実施例は、このような第1の探触子4.
 aによって得られる反射エコー惜と第2の探触子4b
によって得られる反射エコー量との関係に着目して、溶
接部3に溶込み不足を生じたかどうかを検出するもので
ある。
そして、あらかじめ中央処理袋[16には、例えば第2
の探触子4bの波形Cが得られる反射エコーNWcに対
する、望ましい溶接部3が形成されるときの第1の探触
子4αの波形Bが得られる反射エコーff1V’+’B
の割合WB/Weを設定減少率Sとして記憶させておく
。なお、中央処理袋fif16から表示装置17に、溶
接部3が溶込み不足を生じている旨を示す信号が出力さ
れたときに、赤色ランプが点灯し、溶込み不足を生じて
いない旨を示す信号が出力されたときには白色ランプが
点灯するようになっている。
このように構成しである第1の実施例にあっては、走行
装M8を溶接線方向に移動させることによって、走行台
7に立設したガイド10を介して溶接トーチ15が溶接
線方向に移動するとともに走行台7に固設した探触子4
 cL+ 4 bが耐接線方向に移動する。このとき特
に、第1の探触子4αはガイド10の腕11の先端部1
2の端面が母材1の表面に当接するように付勢されるこ
とから、その中心が母材1の表面から距[Lの位置に、
かつ溶融状態にある溶接部3の直下に保持された状態で
移動する。また、第2の探触子4bは母材2の直下に保
持された失態で移動する。そして、このように走行装@
8を移動させ、溶接F−チ15によって溶接部3を形成
させながら、第1の探触子4aによる反射エコーkkW
+と第2の探触子4bによる反射エコー量W2とが探傷
装置5によって検出され、それぞれ電気信号として中央
処理装置16に出力される。
中央処理装置16では、Wl / Wl −S uを演
算するとともに、その演算値8uとあらかじめ記憶され
ている減少率Sとを比較する。そして、演算値80≦減
少率Sの関係が満足されれば溶接部3は望ましい溶込み
量が得られていることになり、この中央処理装置16か
ら溶込み不足を生じていない旨を示す信号が表示装W1
7に出力され、これによって表示装置17の白色ランプ
が点灯するまた上述の比較において、演算値8u≦減少
率Sの関係が満足されなければ溶接部3は溶込み不足を
生じていることになり、この中央処理袋M16から溶込
み不足を生じている旨を示す信号が表示装置17に出力
され、これによって表示装置17の赤色ランプが点灯す
る。つまり、現l(溶接がおこなわれている溶接部3に
溶込み不足を生じているかどうかを表示装置170ラン
プによって即時に識別できる。
なお、この第1の実施例にあっては、走行台7上に第1
の探触子4αと第2の探触子4bとを並設した構成にし
であるので、走行台7に振動が与えられた場合、あるい
は母材2が溶接線方向において板厚変化を生じた場合の
測定誤差、すなわち探触子4cL、4bと母材2との距
離の変化に伴う入射パルスのエネルギ量の変化に基づく
誤差は、第1の探触子4aと母材2との距離と、第2の
探触子4bと母材2との距離とが常に一定していること
から、第1の探触子4αによる反射エコー世W1 と第
2の探触子4.bVCよる反射エコーlit Wlとの
演算Wt / W+に際して消去され、それ故、測定誤
差を最小に抑制でき、正確な検出をおこなうことができ
る。また、探触子4. a 、 4 bは母材2の表面
て接触させる必要がないことから、何ら接触媒質を介在
させる必要がなく1.、また母材2の・矢面の研摩作業
を必要とすることなく・溶込み不足を検出することがで
きる。なお、上記した第1の実施例では表示装置17を
設けであるがNこの表示装置170代りに、あるいはこ
の表示装置17とともに警報音を発する訃報装置を設け
てもよい。
また、第3図は本発明の第2の実緯例を示す構成概略図
である。この第3図において、18は支持台9に固設さ
れ、走行装置8の溶接線方向における位置を検出し、電
気信号を出力する位置検出器で、中央処理装置16に接
続し・である。19は中央処理装置16に接続した記録
器で、中央処理装置16から入力した位置信号に基づい
て例えば所定の用紙に当該走行装置8の溶接線方向にお
ける位置、すなわち溶接部3の位置を記録する。その他
の構成は第1の実施例と同等である。
このように構成しである第2の実施例にあっては、走行
装置8を移動させ、溶接トーチ15によにより母材2か
らの反射エコー量W、 、 W2・を検出し、中央処理
装置16でW27’ W 1−8 uを演算し、第1の
実施例におけるのと同様に演算値Suと減少率Sとの比
較をおこなえば、溶接部3が望ましい溶込み位置6に至
らない状態すなわち溶込み不足にあるときは、中央処理
装置16から記録器19に位置検出器18によって検出
された位置信号が出力され、即時に溶込み不足の位置が
所定の用紙に記録される。その他は前述の第1の実施例
と同等の作用効果を奏する、この第2の実廉例にあって
は記録器19を設けであるが、この記録器19の代りに
、あるいはこの記録器19とともに、ブラウン管等から
なる表示装置を設け、即時に溶込み不足の位置を表示す
るように構成してもよい。
なお上記実施例では、非接触型超音波探触子4α、4b
と超音波探傷装置5とを電磁的超音波探傷手段によって
構成しであるが、これらの探触子4cL、4bと探傷装
f!#5はレーザ光を利用した超音波探傷手段によって
構成することもできる。
また、上記した溶接トーチ15を自動溶接装置によって
構成する場合には、超音波探傷装置5がら出力される電
気信号に応じて当該自動溶接装置をフィードバック制御
させるようにすることも可能である。
また上記実施例では、母材1,2によってT継手を構成
するようにしであるが、本発明はこのT継手におけ不溶
込み状態の検出だけには限定されず、突合せ継手、かど
継手、当金継手等種々の継手形態においても適用するこ
とができる。、特に母材1,2によって突合せ継手が形
成される場合には、例えば一方の母材に溶・接線方向に
伸長するガイド板を仮止めし、このガイド板にガイド1
0の腕11の先端部12つ端面を当接させることにより
上述した溶込み状態の検出をおこなうことができる。
本発明の溶込み状態検出装置は以上の、ように構成しで
あることから、溶込み不足を即時に検出することができ
、それ故、従来に比べ、て溶接、条件の変更等に対する
対応を早めることができ、溶接作業能率が向上する効果
がある。また、溶融媒質を要することなく溶込み不足を
検出できろととがら、従来のような媒質の送給装置が不
要となりミ全体の構成が簡単になるとともに、接触媒質
が高温部に作用することがないことから当該高温部に脆
化を生じることがなく、十分な溶接強度を確保できる。
さらに、母材表面の研摩を必要とすることなく□溶込み
不足を検出できることから、検出作業が簡単になり、:
また母材表面の面粗さ等による影響を受けることなく検
出できることから、安中した検出性能が得られる。・
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の溶込み状態検出装置の第1の実―例を
示す構成概略図、第2図は第1図に示す超音波探触子に
受信される超音波の反射エコー量と当該超音波探触子の
溶接線に直交する方向の位置との関係を示す波形図、第
3図は本発明の第2の実ramを示す構成概略図である
。 1.2・・・・・・母材、3・・・・・・溶接部、4a
・・・・・・非接触型超音波探触子(第1の探触子)、
4b・−・・・・非接触型超音波探触子(第2の探触子
)、5・・・・・・超音波探傷装置、7・・・・・・走
行台、8・・・・・・走行装置、10・・・・・・ガイ
ド、11・・・・・・腕、12・・・・・・先端部、1
3・・・・・・はね、14・・・・・・ブラケット、1
5・・・・・・溶接トーチ、16・・・・・・中央処理
装置、17・・・・・・表示装置、18・・・・・・位
置検出器、19・・・・・・記録器。 第1図 第2図 イ主tH 第3図 手続補正書(自発) 昭和58年3 月28日 特許庁長官 若杉和夫 殿 1、事件の表示 昭和57年 特 許 V第165071号2、発明の名
称  洛込み状態検l10装叡3、 補正をする者 事件との関係    出願人 4゜代理人 5、補正命令の日付  自発補正 6、 補正により増加する発明の数   fx L7、
補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の― (1)明細書の第5頁、第1b行の″「左手の」から同
第5頁、第19行の[受Ojする。1部下記のよう・:
、     ・:     ′ [右手の法則に基づ<4*、流が発電する。渦電流が発
生すると・その渦−流にiトじた磁界が発生することに
なり、この磁粉に工つ斗誘起された電圧を探触子4の送
受信コ斗ルが電圧信号として受信する。」     。 代理人 升坤十 武 紬次部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 母材間に形成される溶接□部に超音波を投射可能
    な超音波探触子を備え、超:音波を利用して溶接部の溶
    込み状態を検出する検出装置において、上記超音波探触
    子が複数の非接触型超音波探触子からなるとともに、こ
    れらの非接触型超音波探触子を溶接線方向に沿って移動
    させる移動手段を備え、上記非接触型超音波探触子のう
    ちの第1の探触子を溶融状態にある溶接部の直下に配置
    し、該非接触型超音波探触子のうちの第2の探触子を溶
    接部から離れた母材の直下に配置することを特徴とする
    溶込み状態検出装置。 2 非接触型超音波探触子の溶接線方向における位置を
    検出する位置検出器を備えたことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の溶込み状態検出装置。
JP57165071A 1982-09-24 1982-09-24 溶込み状態検出装置 Pending JPS5954959A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57165071A JPS5954959A (ja) 1982-09-24 1982-09-24 溶込み状態検出装置

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JP57165071A JPS5954959A (ja) 1982-09-24 1982-09-24 溶込み状態検出装置

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ID=15805312

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JP (1) JPS5954959A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6473238A (en) * 1987-09-16 1989-03-17 Kanagawa Prefecture Method and apparatus for monitoring water quality for organism breeding water tank
US5639731A (en) * 1987-05-22 1997-06-17 Pripps Bryggerier Ab Amino acids for the preparation of a beverage

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5639731A (en) * 1987-05-22 1997-06-17 Pripps Bryggerier Ab Amino acids for the preparation of a beverage
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