JPS61155953A - スポツト溶接良否判定方法 - Google Patents
スポツト溶接良否判定方法Info
- Publication number
- JPS61155953A JPS61155953A JP59279418A JP27941884A JPS61155953A JP S61155953 A JPS61155953 A JP S61155953A JP 59279418 A JP59279418 A JP 59279418A JP 27941884 A JP27941884 A JP 27941884A JP S61155953 A JPS61155953 A JP S61155953A
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- JP
- Japan
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- welding
- pulse
- probe
- quality
- metal plate
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- Pending
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/048—Transmission, i.e. analysed material between transmitter and receiver
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/10—Number of transducers
- G01N2291/102—Number of transducers one emitter, one receiver
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/26—Scanned objects
- G01N2291/267—Welds
- G01N2291/2672—Spot welding
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、非破壊検査法による＃Ｉｉ層金属板のスポッ
ト溶接良否判定方法に係り、特に超音波パルスを用いた
ものに関するものである。
ト溶接良否判定方法に係り、特に超音波パルスを用いた
ものに関するものである。
従来より、例えば第１２図に示すような車輌用ドアサツ
シ１ （以下ワークと称す）においては金属板２が三枚
重ねとなる部分の略中央部３をスポット溶接により接合
している。なお、金属板２としては例えば０．７龍厚さ
の普通鋼板が用いられる。
シ１ （以下ワークと称す）においては金属板２が三枚
重ねとなる部分の略中央部３をスポット溶接により接合
している。なお、金属板２としては例えば０．７龍厚さ
の普通鋼板が用いられる。
このスポット溶接による溶接部位においては、各金属板
２ａ〜２Ｃにわたってナゲフトが形成されるが、外表面
からの目視では良否の判定が困難なため、現場的にはタ
ガネによる破壊検査が行なわれている。従来、超音波探
傷器を用いてスポット溶接部の良否を判定する方法は、
理論的には可能であり、知られているが（タラウトクレ
ーマ著「超音波試験技術」）、対象とする板厚と使用周
波数等との関係から薄板に対して現場的に実用化される
には到っておらず、本発明者による特廓昭５９−８４６
５０により、ようやく実用可能となった。超音波パルス
は背面に空隙がある境界面では全反射し、完全なナゲツ
ト形成部では透過するので、探触子を溶接ライン上を移
動させると、溶接部位以外では一枚目の金属板２ａの底
面エコーが常時オシロスコープ上に表示され、溶接部位
では最下層の金属板２Ｃの底面エコーと、その他にナゲ
ツトの形成伏態により波形の異なった金属板２ａ〜２Ｃ
の境界部位４に対応する中間エコーが表示される。この
金属板２ａ〜２Ｃの境界部位４に対応する、中間エコー
を観察することにより、溶接の良否を判定することがで
きる。
２ａ〜２Ｃにわたってナゲフトが形成されるが、外表面
からの目視では良否の判定が困難なため、現場的にはタ
ガネによる破壊検査が行なわれている。従来、超音波探
傷器を用いてスポット溶接部の良否を判定する方法は、
理論的には可能であり、知られているが（タラウトクレ
ーマ著「超音波試験技術」）、対象とする板厚と使用周
波数等との関係から薄板に対して現場的に実用化される
には到っておらず、本発明者による特廓昭５９−８４６
５０により、ようやく実用可能となった。超音波パルス
は背面に空隙がある境界面では全反射し、完全なナゲツ
ト形成部では透過するので、探触子を溶接ライン上を移
動させると、溶接部位以外では一枚目の金属板２ａの底
面エコーが常時オシロスコープ上に表示され、溶接部位
では最下層の金属板２Ｃの底面エコーと、その他にナゲ
ツトの形成伏態により波形の異なった金属板２ａ〜２Ｃ
の境界部位４に対応する中間エコーが表示される。この
金属板２ａ〜２Ｃの境界部位４に対応する、中間エコー
を観察することにより、溶接の良否を判定することがで
きる。
しかしながら、上記従来方法は静止しているワーク１の
溶接の良否を判定する場合には問題ないが、移動するワ
ーク１を判定する場合には、溶接部位以外では一枚目の
金属板２ａの底面エコーが常時検出され、振幅はこの底
面エコーの方が目的とするエコーの振幅より大きいため
、連続するノイズを中断する形でそれよりも振幅の小さ
いシグナルが現われる形となり、オシロスコープにより
目視判定する場合は別として、溶接部位の波形を自動的
に判別して取出し、自動判定をするような場合に、装置
の機器構成が複雑となるという問題点を有していた。
溶接の良否を判定する場合には問題ないが、移動するワ
ーク１を判定する場合には、溶接部位以外では一枚目の
金属板２ａの底面エコーが常時検出され、振幅はこの底
面エコーの方が目的とするエコーの振幅より大きいため
、連続するノイズを中断する形でそれよりも振幅の小さ
いシグナルが現われる形となり、オシロスコープにより
目視判定する場合は別として、溶接部位の波形を自動的
に判別して取出し、自動判定をするような場合に、装置
の機器構成が複雑となるという問題点を有していた。
なお、金属等の超音波探傷法においては、超音波パルス
の透過による例が、上述したタラウドクレーマー著「超
音波試験技術Ｊ （Ｐ３４３〜３４４）に示されてい
るが、対象が１０１）以上の１枚の厚板の探傷を目的と
したものであり、その判定も林状エコー及び透過音圧比
を用いており、薄板の溶接の良否判定に適用して波形を
解析した例は知られていない。
の透過による例が、上述したタラウドクレーマー著「超
音波試験技術Ｊ （Ｐ３４３〜３４４）に示されてい
るが、対象が１０１）以上の１枚の厚板の探傷を目的と
したものであり、その判定も林状エコー及び透過音圧比
を用いており、薄板の溶接の良否判定に適用して波形を
解析した例は知られていない。
本発明は係る問題点を解決するためになされたもので、
移動するワークの溶接強度を判定する場合にも、自動判
定を容易に行なうことができる溶接燵判定方法を提供す
ることを目的とするものである。
移動するワークの溶接強度を判定する場合にも、自動判
定を容易に行なうことができる溶接燵判定方法を提供す
ることを目的とするものである。
［問題点を解決するための手段〕
本発明に係る溶接良否判定方法は、溶接部位に対応する
積層金属板の両側に超音波パルス発生器と透過パルス検
出器とを対向させ、上記透過パルス検出器の出力信号に
おける各金属板の境界部位に対応する信号の有無又は大
小により溶接の良否を判定するようにしたものである。
積層金属板の両側に超音波パルス発生器と透過パルス検
出器とを対向させ、上記透過パルス検出器の出力信号に
おける各金属板の境界部位に対応する信号の有無又は大
小により溶接の良否を判定するようにしたものである。
本発明では、パルス反射法によらず、パルス透過法を採
用したことにより、非溶接部位における超音波パルスは
金属板の境界部位で反射されて透過せず、溶接部位にお
いてのみ透過パルスが検出される。従って、非溶接部位
と溶接部位との判別を要することなり、透過パルス検出
器の出力信号における各金属板の境界部位に対応する信
号の有無又は大小により溶接の良否を判定することがで
きる。
用したことにより、非溶接部位における超音波パルスは
金属板の境界部位で反射されて透過せず、溶接部位にお
いてのみ透過パルスが検出される。従って、非溶接部位
と溶接部位との判別を要することなり、透過パルス検出
器の出力信号における各金属板の境界部位に対応する信
号の有無又は大小により溶接の良否を判定することがで
きる。
以下、本発明を実施例の図面に基づき説明する。
第１図及び第２図は本発明の一実施例の機器構成を示す
概略図であり、各図において、５ａ、５ｂは車輌用ドア
サツシ、すなわちワーク１の溶接部位に対応する積層金
属板２ａ〜２Ｃの両側に対向させて配置された遅延材付
きの垂直探傷用探触子、６は接触媒質で、ここではグリ
セリンが用いられている。一方、７はパルス送受信器で
あり、上記探触子５ａ、５ｂの内、この送信端子７ａに
接続された探触子５ａが超音波パルス発生器となり、受
信端子７ｂに接続された探触子５ｂが透過パルス検出器
となる。８はアナログ表示装置としてのオシロスコープ
であり、上記透過パルス検出器としての探触子５ｂの出
力信号がパルス送受信器７を介してＣＲＴｇａ上に２時
間軸で表示される。
概略図であり、各図において、５ａ、５ｂは車輌用ドア
サツシ、すなわちワーク１の溶接部位に対応する積層金
属板２ａ〜２Ｃの両側に対向させて配置された遅延材付
きの垂直探傷用探触子、６は接触媒質で、ここではグリ
セリンが用いられている。一方、７はパルス送受信器で
あり、上記探触子５ａ、５ｂの内、この送信端子７ａに
接続された探触子５ａが超音波パルス発生器となり、受
信端子７ｂに接続された探触子５ｂが透過パルス検出器
となる。８はアナログ表示装置としてのオシロスコープ
であり、上記透過パルス検出器としての探触子５ｂの出
力信号がパルス送受信器７を介してＣＲＴｇａ上に２時
間軸で表示される。
なお、本実施例では対象とする金属板２の板厚が０．７
鶴と薄いため、送信周波数として２０〜２２ＭＨ２、探
触子５ａ、５ｂの振動子径として３．２鰭、遅延材先端
径として４．５ｎ〜６１ｍを使用している。
鶴と薄いため、送信周波数として２０〜２２ＭＨ２、探
触子５ａ、５ｂの振動子径として３．２鰭、遅延材先端
径として４．５ｎ〜６１ｍを使用している。
次に上記構成による本実施例の判定方法を第３図〜第１
Ｏ図を用いて説明する。なお、第３図〜第１０図は溶接
部位のパルス透過法による代表的な波形を２時間軸Ａ掃
引、Ｂ掃引で示し、第３図〜第６図は溶接不十分な場合
、第７図〜第１０図は溶接良好な場合をそれぞれ示して
いる。前述の如く、従来、薄板スポット溶接部位の透過
波形は知られていないが、上記各図に代表される連続し
た多数の透過波形を従来のパルス反射法による波形と対
比した結果、本発明者は次の事を発見した。
Ｏ図を用いて説明する。なお、第３図〜第１０図は溶接
部位のパルス透過法による代表的な波形を２時間軸Ａ掃
引、Ｂ掃引で示し、第３図〜第６図は溶接不十分な場合
、第７図〜第１０図は溶接良好な場合をそれぞれ示して
いる。前述の如く、従来、薄板スポット溶接部位の透過
波形は知られていないが、上記各図に代表される連続し
た多数の透過波形を従来のパルス反射法による波形と対
比した結果、本発明者は次の事を発見した。
従来のパルス反射法では、ナゲツト径が超音波の音東径
より小さい場合、つまり溶接不十分の場合には溶接部位
の底面エコーの他に、金属板２ａ。
より小さい場合、つまり溶接不十分の場合には溶接部位
の底面エコーの他に、金属板２ａ。
２ｂによる中間エコーが観察されるが、パルス透過法で
も溶接不十分の場合（第３図〜第６図）には、上記反射
法による波形と類似の金属板２の板早に対応する位置で
のエコーＥＯ、Ｅｌ、Ｅ２゜Ｅ８が観察される。即ち、
第３図はナゲツトが形成されず、コロナボンド部のみの
場合で、各エコーＥＯ−Ｅａの包絡線は紡錘型となり、
そのピンチは板厚に対応したものとなる。第４図はナゲ
ツトｆＺが極めて小さい場合で、ナゲツト径が増加する
につれて、第５図〜第６図に示すように変化するが、３
枚重ねのスポット溶接であるため、溶接部位の表面エコ
ーＥＯと底面エコーＥ３の間隔は板厚の略３倍に対応し
、その間の略１／３．２／３の位置に境界部位４に対応
した中間エコーＥ１゜Ｅλが観察される。ここでもし、
１枚目と２枚目（あるいは２枚目と３枚目）の境界部位
４にナゲツトが十分に形成されていると、１／３ （あ
るいは２／３）の位置の中間エコーＥｌ （あるいは
Ｅ２）は低減する。
も溶接不十分の場合（第３図〜第６図）には、上記反射
法による波形と類似の金属板２の板早に対応する位置で
のエコーＥＯ、Ｅｌ、Ｅ２゜Ｅ８が観察される。即ち、
第３図はナゲツトが形成されず、コロナボンド部のみの
場合で、各エコーＥＯ−Ｅａの包絡線は紡錘型となり、
そのピンチは板厚に対応したものとなる。第４図はナゲ
ツトｆＺが極めて小さい場合で、ナゲツト径が増加する
につれて、第５図〜第６図に示すように変化するが、３
枚重ねのスポット溶接であるため、溶接部位の表面エコ
ーＥＯと底面エコーＥ３の間隔は板厚の略３倍に対応し
、その間の略１／３．２／３の位置に境界部位４に対応
した中間エコーＥ１゜Ｅλが観察される。ここでもし、
１枚目と２枚目（あるいは２枚目と３枚目）の境界部位
４にナゲツトが十分に形成されていると、１／３ （あ
るいは２／３）の位置の中間エコーＥｌ （あるいは
Ｅ２）は低減する。
なお、金属板２枚重ねの溶接でナゲツト形成が十分でな
い場合には、２枚の板厚の和に略相当する底面エコーと
、２枚の夫々の板厚に略相当する位置に現われる中間エ
コーが観察される。
い場合には、２枚の板厚の和に略相当する底面エコーと
、２枚の夫々の板厚に略相当する位置に現われる中間エ
コーが観察される。
一方、ある程度以上ナゲツトが形成されると、第７図〜
第１０図に示すように境界部位４に対応した中間エコー
Ｅ１．Ｅ２は不規則となるとともに消滅するか、又は極
めて小さくなり、表面エコーＨＤと底面エコーＥ３が主
となる。第１０図はナゲツトが十分に形成された場合を
示し、周期的な中間エコーＥ１．Ｅ２は確認することが
できない。又、第７図、第８図は３枚重ねの厚さの中央
相当位置に１山ないし２山の中間エコーＥｉ、Ｅ２が生
じた例である。
第１０図に示すように境界部位４に対応した中間エコー
Ｅ１．Ｅ２は不規則となるとともに消滅するか、又は極
めて小さくなり、表面エコーＨＤと底面エコーＥ３が主
となる。第１０図はナゲツトが十分に形成された場合を
示し、周期的な中間エコーＥ１．Ｅ２は確認することが
できない。又、第７図、第８図は３枚重ねの厚さの中央
相当位置に１山ないし２山の中間エコーＥｉ、Ｅ２が生
じた例である。
以上のように、境界部位４に対応する位置における中間
エコーの有無及び大小により、スポット溶接部位のナゲ
ツト形成が十分か、不十分か、すなわち溶接の良否を判
定することができる。なお、上記各図において、水平時
間軸の実時間と材料中の音速値から計算される各エコー
間のピッチは往復距離となるので対応する板厚の２倍と
なる。又、この例では２時間軸６０ＭＨ２のオシロスコ
ープを使用し、垂直軸は０．５ Ｖ ／ｄｉｖ 、水平
時間軸はＡ掃引（図中上段）が１ ｕ ｓｅｃ／ｄｉｖ
、 Ｂ掃引（図中下段）がＯ−２’？ＦＬｄ ｉ ｖ
となっているが、必ずしも２時間軸としてＡ掃引を表示
する必要はない。なお、当然のことながら、探触子５ａ
、５ｂの振動子径、遅延材の径及び先端形状、Ｂ音波音
東径等の相対関係により、同一溶接部位に対しても透過
波形は若干相違する。
エコーの有無及び大小により、スポット溶接部位のナゲ
ツト形成が十分か、不十分か、すなわち溶接の良否を判
定することができる。なお、上記各図において、水平時
間軸の実時間と材料中の音速値から計算される各エコー
間のピッチは往復距離となるので対応する板厚の２倍と
なる。又、この例では２時間軸６０ＭＨ２のオシロスコ
ープを使用し、垂直軸は０．５ Ｖ ／ｄｉｖ 、水平
時間軸はＡ掃引（図中上段）が１ ｕ ｓｅｃ／ｄｉｖ
、 Ｂ掃引（図中下段）がＯ−２’？ＦＬｄ ｉ ｖ
となっているが、必ずしも２時間軸としてＡ掃引を表示
する必要はない。なお、当然のことながら、探触子５ａ
、５ｂの振動子径、遅延材の径及び先端形状、Ｂ音波音
東径等の相対関係により、同一溶接部位に対しても透過
波形は若干相違する。
第１）図は本発明の他の実施例を示す概略図であり、こ
の実施例においては、接触媒質６ （グリセリン）の使
用をやめ、探触子５ａ、５ｂ及びワーク１を水中Ｗに浸
す水浸式としたものである。
の実施例においては、接触媒質６ （グリセリン）の使
用をやめ、探触子５ａ、５ｂ及びワーク１を水中Ｗに浸
す水浸式としたものである。
また水浸とせず、公知の水噴射による局部水浸式、ある
いはローラ型探触子の適用も可能である。これらは、移
動するワークを判定する場合に有効であり、観察される
波形も探触子の間隔を近距離音場内に保つ限り、時間軸
上の位置が異なるのみで、波形の基本的な相違はない。
いはローラ型探触子の適用も可能である。これらは、移
動するワークを判定する場合に有効であり、観察される
波形も探触子の間隔を近距離音場内に保つ限り、時間軸
上の位置が異なるのみで、波形の基本的な相違はない。
また、他の実施例として、探触子５ｂのアナログ出力信
号をオシロスコープ８のＣＲＴＱ ａ上に表示すること
なく、公知の方法によりデジタル変換し、コンピュタ−
等を使用して波形解析を行なうことにより、上述した目
視による判定を自動的に行なうことができる。これによ
り早い移動速度のワークに対しても対処できる。
号をオシロスコープ８のＣＲＴＱ ａ上に表示すること
なく、公知の方法によりデジタル変換し、コンピュタ−
等を使用して波形解析を行なうことにより、上述した目
視による判定を自動的に行なうことができる。これによ
り早い移動速度のワークに対しても対処できる。
上記いずれの実施例においても、非溶接部位・において
は超音波パルスは金属板２ａと２ｂの境界部位で反射さ
れて透過せず、溶接部位においてのみ透過パルス（エコ
ー）が検出される。従って、非溶接部位と溶接部位を判
別する必要がなくなり、目視又は自動的に溶接σ４を判
定することが容易となる。
は超音波パルスは金属板２ａと２ｂの境界部位で反射さ
れて透過せず、溶接部位においてのみ透過パルス（エコ
ー）が検出される。従って、非溶接部位と溶接部位を判
別する必要がなくなり、目視又は自動的に溶接σ４を判
定することが容易となる。
また、従来のパルス反射法では、波形の始めの部分に探
触子の底面エコーと溶接部位の表面エコ−が現われ、判
定不能部分が生じるが、パルス透過法ではこの影響は殆
んど無視することができる。
触子の底面エコーと溶接部位の表面エコ−が現われ、判
定不能部分が生じるが、パルス透過法ではこの影響は殆
んど無視することができる。
以上説明したように本発明によれば、溶接部位に対応す
るＭＭ金属板の両側に超音波パルス発生器と透過パルス
検出器とを対向させ、上記透過パルス検出器の出力信号
における各金属板の境界部位に対応する信号の有無又は
大小により溶接の良否を判定するようにしたので、移動
するワークの溶接の良否を自動判定する場合にも、機器
構成が複雑となることなく容易に行なえる溶接良否判定
方法が得られるという効果がある。
るＭＭ金属板の両側に超音波パルス発生器と透過パルス
検出器とを対向させ、上記透過パルス検出器の出力信号
における各金属板の境界部位に対応する信号の有無又は
大小により溶接の良否を判定するようにしたので、移動
するワークの溶接の良否を自動判定する場合にも、機器
構成が複雑となることなく容易に行なえる溶接良否判定
方法が得られるという効果がある。
第１図及び第２図は本発明の一実施例の機器構成を示す
概略図、第３図〜第１０図は上記実施例による判定方法
を説明するための波形図、第１）図は他の実施例の構成
を示す概略図、第１２図はワークの一例としての車輌用
ドアサツシを示す図である。 ２・・・ 金属板、４・・・境界部位、５ａ・・・ 超
音波パルス発生器、５ｂ・・・ 透過パルス検出器、８
・・・アナログ表示装置。 なお、図中間−又は相当部分には同一符号を用いている
。 代理人 弁理士 宮園 純− 第１）図 第、２図 り
概略図、第３図〜第１０図は上記実施例による判定方法
を説明するための波形図、第１）図は他の実施例の構成
を示す概略図、第１２図はワークの一例としての車輌用
ドアサツシを示す図である。 ２・・・ 金属板、４・・・境界部位、５ａ・・・ 超
音波パルス発生器、５ｂ・・・ 透過パルス検出器、８
・・・アナログ表示装置。 なお、図中間−又は相当部分には同一符号を用いている
。 代理人 弁理士 宮園 純− 第１）図 第、２図 り
Claims (2)
- （１）複数枚積層された金属板のスポット溶接良否判定
方法において、溶接部位に対応する積層金属板の両側に
超音波パルス発生器と透過パルス検出器とを対向させ、
上記透過パルス検出器の出力信号における各金属板の境
界部位に対応する信号の有無又は大小により溶接の良否
を判定するようにしたことを特徴とするスポット溶接良
否判定方法。 - （２）透過パルス検出器の出力信号をアナログ表示装置
に表示して判定を行うようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のスポット溶接良否判定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59279418A JPS61155953A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | スポツト溶接良否判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59279418A JPS61155953A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | スポツト溶接良否判定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61155953A true JPS61155953A (ja) | 1986-07-15 |
Family
ID=17610809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59279418A Pending JPS61155953A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | スポツト溶接良否判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61155953A (ja) |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP59279418A patent/JPS61155953A/ja active Pending
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