KR101719391B1 - 2개의 금속 스트립들의 2개의 횡방향 단부들의 맞대기 용접부의 초음파 검사를 위한 방법 및 설비 - Google Patents

2개의 금속 스트립들의 2개의 횡방향 단부들의 맞대기 용접부의 초음파 검사를 위한 방법 및 설비 Download PDF

Info

Publication number
KR101719391B1
KR101719391B1 KR1020127027465A KR20127027465A KR101719391B1 KR 101719391 B1 KR101719391 B1 KR 101719391B1 KR 1020127027465 A KR1020127027465 A KR 1020127027465A KR 20127027465 A KR20127027465 A KR 20127027465A KR 101719391 B1 KR101719391 B1 KR 101719391B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
strip
weld
welding
channel
defect
Prior art date
Application number
KR1020127027465A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130094176A (ko
Inventor
마크 미쇼
Original Assignee
프리메탈스 테크놀로지스 프랑스 에스에이에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 프리메탈스 테크놀로지스 프랑스 에스에이에스 filed Critical 프리메탈스 테크놀로지스 프랑스 에스에이에스
Publication of KR20130094176A publication Critical patent/KR20130094176A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101719391B1 publication Critical patent/KR101719391B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01N29/24Probes
    • G01N29/2418Probes using optoacoustic interaction with the material, e.g. laser radiation, photoacoustics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/12Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to investigating the properties, e.g. the weldability, of materials
    • B23K31/125Weld quality monitoring
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/041Analysing solids on the surface of the material, e.g. using Lamb, Rayleigh or shear waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042Wave modes
    • G01N2291/0423Surface waves, e.g. Rayleigh waves, Love waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26Scanned objects
    • G01N2291/267Welds
    • G01N2291/2675Seam, butt welding

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

본원 발명은 2개의 금속 스트립들(1a, 1b)의 2개의 횡방향 단부들의 맞대기 용접부(1c)를 검사하기 위한 방법을 기술하고, 상기 단부들은 함께 모여지고 그리고 상기 횡방향 단부들의 각각을 따라서 정렬된 제1 조오 및 제2 조오(2a, 2b) 사이에서 보유되며, - 하나 이상의 공간이 상기 제1 조오와 제2 조오 사이에 남겨지고, 그에 따라 입사 파동들의 제1 전달 채널(52)의 통과가 제1 스트립의 하나의 표면 상에서 초음파 파동들을 생성할 수 있도록 하기 위해서 그리고 제2 스트립의 표면으로부터 방출되는 파동들의 제2 전달 채널(61)의 통과가 가능하도록 하기 위해서 간격(54, 55)이 형성되며, - 상기 제1 스트립의 표면 상에서 생성된 초음파 파동들의 제3 채널을 구현하도록 적어도 디자인된 작동 상태에서 레이저 펄스들을 이용하여 상기 제1 채널의 입사 파동들이 생성되고, 용접부를 통과하고, 이어서 제2 채널에서 빠져나오며, - 상기 제2 채널 내에서 초음파 파동들의 방출시의 상기 제2 스트립 표면의 진동 상태의 시그니쳐의 하나 이상의 측정치 및 펄스들과 관련된 작업 상태를 분석하기 위한 단계(7)에 의한 식별을 위해서 용접부 검사 특성들이 획득된다. 이러한 검사 방법을 구현할 수 있게 하는 설비가 또한 제시된다.

Description

2개의 금속 스트립들의 2개의 횡방향 단부들의 맞대기 용접부의 초음파 검사를 위한 방법 및 설비{METHOD AND INSTALLATION FOR ULTRASOUND INSPECTION OF BUTT-WELDING OF TWO TRANSVERSE ENDS OF TWO METAL STRIPS}
본원 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 2개의 금속 스트립들의 2개의 횡방향 단부들 사이의 맞대기 용접부들을 검사하기 위한 방법, 그리고 이러한 목적을 위해서 사용되는 제11항에 따른 설비에 관한 것이다.
본원 발명은 압연(rolling), 피클링(pickling), 코팅 등을 위한 프로세싱 설비(이하에서, "프로세싱 설비"라고 통칭한다)를 통해서 이동하는 금속 스트립들, 특히 스틸 스트립들의 맞대기 용접에 관한 것이다. 구체적으로, 본원 발명은 맞대기 용접부들을 비파괴 테스팅하는 것에 관한 것이다.
코일-단위(coil-by-coil)의 프로세싱을 회피함으로써, 스틸 스트립들에 대한 냉간-압연 및 프로세싱 설비들의 생산성을 개선하기 위한 관점에서, 현대의 뛰어난 성능의 설비들은 스트립들을 서로에 대해 용접하여 최근에(newly) 프로세싱된 스트립의 말단(tail)을 새로운 스트립의 헤드에 연결함으로써 연속적으로 작동된다.
이러한 맞대기 용접 작업 동안에, 용접하고자 하는 2개의 근접된 스트립 단부들의 이동이 정지되고 그리고 2개의 연속적인 용접들 사이의 프로세싱 설비의 하류 섹션들에 대한 공급은 미리-로딩된(pre-loaded) 스트립-축적 장치에 의해서 이루어진다.
이러한 기술은 당업자에게 잘 알려져 있고 그리고 이는 맞대기 용접 작업의 속도를 높이는데 도움을 주며, 그에 따라 스트립 단부들이 정지되는 시간을 한정하고, 결과적으로 축적 장치들의 성능과 비용을 한정한다. 또한, 이는 프로세싱 설비에서 쉽게 파괴되지 않고 그리고 다른 기계들을 통해서 이동할 때 특정 부분들이 쉽게 손상되지 않는 강하고 견고한 용접부들을 생성하고자 하는 요구를 해결한다.
맞대기 용접 작업은 용접기에 의해서 수행되고, 그러한 용접기는, 용접 장치 자체(플래시(flash), 저항-시임, TIG, MIG, 레이저, 레이저-하이브리드 맞대기 용접)에 더하여, 2개의 클램핑 조오들(jaws)을 포함하고, 각각의 조오는 코일링된(또는 적어도 언코일링이 가능한) 스트립들 또는 시트들 중 하나를 부동화(immobilize)시키도록 디자인되고, 조오들 중 하나는 스트립의 이동 방향을 따라 하류에 위치되고 그리고 라인에 결합된 코일의 말단을 부동화시키도록 의도되고, 조오들 중 다른 하나는 상류에 위치되고 그리고 최근에 삽입된 코일의 헤드를 부동화 시키도록 의도된다.
이러한 타입의 용접기는 먼저 고품질의 용접부를 생산할 수 있어야 한다. 사실상, 설비를 통한 스트립의 이동 동안의 용접부의 파괴 또는 부정확한 용접에 대한 재작업(redo) 필요성은 상당한 생산 손실을 발생할 수 있다. 용접 품질은 본질적으로 이하의 기준들을 기초로 하는 복수의, 분리 불가능한 주요 요인들에 의존한다:
- 특히, 스틸들의 경우에, 열-영향을 받은 영역에서의 야금학적 변경을 일으키기 쉬운 용접된 접합부의 야금학적 품질,
- 이상적으로, 과다 두께 및 과소 두께가 없어야 하는 용접된 섹션,
- 용접된 접합부의 연속성 및 조밀도(compactness).
야금학적 품질은 이용된 방법에 따라 그리고 열 사이클에 따라 달라지며, 그러한 열 사이클은 또한, 영향을 받은 영역에서, 용접기 자체 내에서 국소적으로 또는 그 바로 하류에서 실시되는 여러 예비-열처리 및 사후-열처리 또는 어닐링 처리를 유발한다.
용접된 섹션은 방법 및 용접 후에 실행되는 마무리 수단에 의존한다. 플래시 맞대기 용접은 평탄화될 필요가 있는 비드(bead)를 생성하고 그리고 플래시 맞대기 용접기들에는 일반적으로 통합된 평탄화(planing) 유닛이 피팅(fitting)된다. 저항 시임 용접은 또한 용접되는 시트들의 중첩으로 인한 과다-두께를 생성하고, 그러한 과다 두께는 일반적으로 용접기들 내로 설치된 압연 장치들을 이용하여 납작하게 할 필요가 있을 것이다. 레이저 용접은 매우 제한된 열-영향 영역과 연관된 용접된 섹션의 정밀한 관리를 가능하게 한다.
접합부의 연속성 및 조밀도는 이용되는 용접 파라미터들에 따라서 본질적으로 달라진다. 이러한 파라미터들은 주로 전기적인 것이고 그리고 일반적으로 신뢰가능하게 관리하기가 쉽다.
그러나, 용접하고자 하는 엣지들의 직선성 및 용접 동안의 그 엣지들의 상대적인 배치는 또한 본질적인 파라미터들인데, 이는 그들이 접합부의 연속성 및 조밀도 뿐만 아니라 그 단면과 관련되기 때문이다.
맞대기 용접의 품질을 보장하기 위해서, 바람직하게, 용접하고자 하는 스트립 단부들이 반드시 정렬되고 직선형이 되어야 한다. 이러한 것을 보장하기 위해서, 용접기들은 일반적으로 시트들을 부동화하기 위한 2개의 클램핑 조오를 포함하고, 그들 중 하나는 스트립의 이동 방향을 따라 하류에 위치되고 그리고 라인 상의 코일에 속하는 스트립의 말단을 부동화하기 위한 것인 반면, 다른 하나는 상류에 위치되고 그리고 선행 스트립에 연결하기 위해서 막 도입된 코일에 속하는 스트립의 헤드를 부동화시키기 위한 것이다. 그에 따라, 스트립 단부들은 클램핑 조오들 내에서 부동화되고, 레이저 비임 또는 용접기 내로 설치된 전단부들(shears)을 이용하여 실행된 정확하고 깨끗한(clean) 스트립들의 전단에 의해서 생성된 오버행(overhang) 만큼 조오들을 지나서 돌출한다. 이러한 오버행은, 그러한 오버행들을 정확하게 정렬시켜 유지하기 위해서 그리고 임의 여유(play) 또는 여유 부족을 제어하기 위해서, 용접하고자 하는 이웃하는 단부들을 따라서 가능한 한 작아야 한다.
기하학적, 야금학적 및 용접-파라미터 조건들 모두가 만족되도록 보장하기 위해서 취해진 모든 수단들에도 불구하고, 일부 용접부들은 여전히 결함들을 가지며, 그러한 결함들은 프로세싱 설비를 통한 이동 중에 파단을 유발할 수 있을 것이다. 특히, 그러한 파단이 연속-어닐링 또는 갈바나이징(아연도금) 퍼니스(furnace)에서 발생한다면, 그러한 사건들은 심각한 결과들을 가져올 수 있다. 그에 따라, 설비는 스트립 연속성을 재-구축하기 위해서 몇일 동안 정지되어야 할 것이다.
다른 결함들 또는 불완전성은 과도한 과다-두께와 같이 심각성이 상당히 낮은 결과들을 가지며, 상기 과다 두께의 경우에는 예를 들어 스킨-패스 밀(skin-pass mill)의 롤러들을 개방할 필요가 있을 것이고 그리고 스킨-패스되지 않은 용접부 상류 및 하류의 몇 미터의 스트립의 손실이 있을 수 있을 것이다. 그에 따라, 이러한 타입의 복수의 사건들은 프로세싱 설비에서 프로세싱되는 코일들의 주조 생산량(yield)을 상당히 감소시킬 수 있다. 그에 따라, 용접부가 설비를 위해서 용접 기계를 떠나기 전에 충분한 품질을 가지는지에 대해서 작업자가 확인하는 것이 특히 중요하다.
이러한 것을 보장하기 위해서, 대부분의 설비들에서 용접부의 육안 검사가 실시되고, 종종 카메라가 이용된다. 이러한 결정-프로세스는 작업자의 주의력(vigilance) 및 경험에 따라 달라지고 그리고 일반적으로 전통적인 것이고(conservative), 반드시 필수적이지 않은 재-용접들을 초래한다.
일부 경우들에서, 온도 측정(thermometry) 및 적외선 카메라들이 이용된다. 이는 상당히 발전된 것인데, 특히, 대부분의 정교한(sophisticate) 설비들이 이미지-프로세싱 시스템들을 가지기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 이들 장치들은 체크하고자 하는 용접부 및 스트립의 상부 면 위에 일반적으로 배치되고, 하부 면은 용접부 기계 내에서 거의 접근될 수 없다.
다른 경우들에서, 정확한 용접을 보장하기 위해서 전기 및 운동 파라미터들이 프로그램된 파라미터들에 대해서 단순히 체크된다.
지금까지, 용접부의 이러한 타입들을 검사하기 위해서 이들 수단들 만이 이용되었고, 그리고 특히 "스트립-용접부-스트립" 복합체(complex)의 내부 구조와 관련된 즉, 용접하고자 하는 엣지들을 결합시키는 용접하고자 하는 엣지들의 (그리고 임의의 부가된 금속의) 용융 영역 및 인접한 비용융 "열 영향" 영역들과 관련된 내부 결함들의 존재 또는 유해성을 검출하기 위한 수단이 존재하지 않으며, 상기 영역에서는, 주요 평면이 작업자 또는 사용되는 카메라에 의해서 캡쳐되는 광선에 대해서 실질적으로 평행한 균열들 또는 용접되지 않은 영역들과 같이 매우 민감한(subtle) 발생 결함들과 함께, 여러 가지 야금학적 변형들이 발생된다.
또한, 전술한 바와 같이, 조오들 내에서 보유되는 단부들의 오버행을 최소화하기 위해서 이용되는 간격이 반드시 제한되어야 하고, 그리고 이는 용접부가 정확하게 보여지는 것을 방지하고 그리고 온도측정/전기측정을 방해한다. 마지막으로, 이들 사실들을 또한 고려할 때, 단부들이 조오들 내에서 여전히 보유되는 동안에 용접부가 체크되지 않는다면, 그리고 조오들이 스트립 클램핑 위치로부터 해제된 후에 검사가 이루어져야 한다면, 그리고 결함이 종래 기술에 따라서 검출된다면, 상기 모든 단점들을 수반하는 상태로, 스트립을 다시-컷팅하기 위해서 그리고 용접 작업을 재시작하기 위해서, 불가피하게 스트립이 용접기 내로 재삽입되어야 할 필요가 있고 그리고 재배치되어야 할 필요가 있을 것이다.
본원 발명의 목적은 2개의 금속 스트립들이 용접중에 사용되는 클램핑 조오의 타이트한 파지(tight grip)로부터 해제되기 전에 2개의 금속 스트립의 2개의 횡방향 단부들의 맞대기 용접부를 검사하기 위한 방법을 제시하는 것이며, 그러한 방법은 특히 "스트립-용접부-스트립" 구조와 관련된 외부 및 내부 결함들을 검사할 수 있게 한다. 이러한 방법을 구현하기 위해서, 본원 발명의 다른 목적은 적합한 설비를 제공하는 것이다.
그에 따라, 검사 방법 및 그러한 방법을 구현할 수 있게 하는 설비가 제1항 및 제11항에 제시되어 있다.
그에 따라, 본원 발명은 2개의 금속 스트립들의 2개의 횡방향 단부들의 맞대기 용접부를 검사하기 위한 방법을 제시하고, 상기 단부들은 함께 모여지고 그리고 횡방향 단부들의 각각을 따라서 제1 조오 및 제2 조오 사이에서 보유되는, 검사 방법에 있어서:
- 하나 이상의 공간이 제1 조오와 제2 조오 사이에 남겨지고, 그에 따라 입사 파동의 제1 전달 채널의 통과가 제1 스트립의 하나의 표면 상에서 초음파 파동들을 생성할 수 있도록 하기 위해서 그리고 제2 스트립의 표면으로부터 방출되는 파동들의 제2 전달 채널의 통과가 가능하도록 하기 위해서 간격이 형성되며,
- 제1 스트립의 표면 상에서 생성된 초음파 파동들의 제3 채널을 구현하도록 적어도 디자인된 작동 상태에서 레이저 펄스들을 이용하여 상기 제1 채널의 입사 파동들이 생성되고, 용접부를 통과하고, 이어서 제2 채널에서 빠져나오며,
- 제2 채널 내에서 초음파 파동의 방출시에 제2 스트립의 표면의 진동-상태 시그니쳐(signature)와 같은, 하나 이상의 청정도(cleanliness) 및 펄스들과 관련된 작업 상태를 분석하기 위한 단계(7)를 이용한 식별을 위한 용접부 검사 특성들이 획득된다.
다시 말해서, 본원 발명에 따른 방법은, 롤링 또는 프로세싱 설비 내에서 스틸 스트립의 코일들의 2개의 단부들의 맞대기 용접부들을 비-파괴적으로 테스트하기 위해서 이용될 수 있고, 여기에서, 상기 설비 내의 언코일링된 하나의 스트립의 단부가 용접 기계의 "출력" 조오들 사이에서 정지되는 한편 동일한 용접 기계의 "입력" 조오들 사이로 새로운 스트립의 헤드가 도입되며, 조오들 사이에 그렇게 클램핑된 2개의 스트립 단부들이 컷팅되어 용접에 적합한 기하형태적인 특징부들(features)이 만들어지고, 조오들의 이동에 의해서 용접 위치로 이동되고, 이어서 레이저 비임, 플라즈마-아아크, 아아크(arc), 저항-시임 또는 플래시-맞대기 용접과 같은 적절한 방법을 이용하여 함께 용접된다.
본원 발명에 따른 방법은 초음파 파동들을 송신(또는 발생) 및 수신하기 위해서 사용되는 장치들을 용접 기계의 조오들 사이의 매우 작은 공간 내에 즉, 레이저 용접 기계의 경우에, 용접부에 대한 횡방향으로 10 mm 미만일 수 있는 공간 내에 배치할 수 있어야 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 장치들은 스트립들과의 결합 문제 없이 매우 신속하게 이동할 수 있어야 하고 그리고, 예를 들어, 제1 및 제2 채널을 유지하기 위한 상기 장치들이 레이저 용접 헤드에 매우 인접한다면, 고온일 수 있는 환경을 견딜 수 있어야 한다.
용접 기계의 조오들 사이의 이러한 작은 공간에서, 본원 발명에 따른 방법은 이하를 보장할 수 있다:
- 초음파 파동이 제1 채널의 출력부에서 스트립의 표면 상으로 발생되고, 상기 출력부는 2개의 스트립 단부들 중 하나의 위에서 접촉없이 용접부에 평행하게 그리고 그 전체 길이를 따라서 이동한다.
- 그렇게 생성된 초음파 파동이 맞대기 용접부를 통과하고, 그리고 스트립의 다른 단부 위쪽에서 접촉 없이, 용접부에 평행하게 그리고 그 전체 길이를 따라서, 송신기의 경로에 대해서 평행한 경로를 따라서 그 송신기와 동시에, 이동하는 (광학적) 파동 수집 입력부를 가지는 제2 채널을 통해서 수신기에 의해서 캡쳐된다.
- 감쇠, 이동 시간 또는 파동 변형과 같은, 송신기와 수신기 사이의 파동 전달의 하나 이상의 특징적인 데이터를 식별할 수 있도록 하기 위해서, 수신기에 의해서 캡쳐되는 초음파 파동들이 분석 장치에 의해서 분석된다.
- 파동 전달의 특징들은 용접 결함들의 여러 타입들과 관련된 전달 비정상치들의 라이브러리에 대해서 비교된다.
- 분석 시스템은 식별된 결함의 타입 및 용접부의 길이를 따른 그 결함들의 범위를 기초로 결함의 심각성을 정량화한다.
특히, 제1 및 제2 채널들은 한 지점에서의 입사 또는 각 스트립의 일 측부 상의 그리고 용접부의 엣지 상의 한 지점에서 검출될 수 있는 출현(emergence)을 가능하게 하기에 충분한 작은-단면의 광학적 가이드(guide)를 가진다. 실험에 의해서, 약 10 mm 미만의 단면을 가지는 하나 이상의 광섬유 또는 파동 시준기(collimator)를 이용하여 광학적 스펙트럼 도메인(domain)에서 파동 이송 채널들을 형성할 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서, 본원 명세서의 도입부에서 인용된 오버행이 매우 작을 수 있고, 이는 조오들 사이에 적절한 간격을 제공하는 공간이 본원 발명이 범위를 벗어나서 단부들을 정확하게 유지할 것을 일반적으로 필요로 하는 공간과 실질적으로 동일하게 유지된다는 것을 알려준다. 그에 따라, 조오들을 분리할 필요가 없이, 또는, 다시 말해서, 스트립 단부들을 조오들로부터 해제할 필요가 없이, 검사가 가능하다.
전술한 3개 채널들 형태의 초음파 및 광학적 도파관을 이용하면, 제1 채널로부터 도입되는 유래되는 광학적 파동들이 초음파 파동들을 생성하고, 그러한 초음파 파동들은 제3 채널 내에서 전파되고 즉, 제1 스트립의 일부 내에서 전파되고, 용접부를 통해서 그리고, 최종적으로 제2 채널 내에서 (초음파 파동의 형태로 이어서 광학적으로 검출될 수 있는 진동들의 형태로) 표면 빠져나올 수 있기 전에 제2 스트립의 일부 내에서 마지막으로 전파되며, 상기 제2 채널은 제2 스트립으로부터 방출되는 파동들이 분석되는 스테이지로 결합되도록 제공된다.
이들 초음파 파동들의 물리적 성질들은 스트립-용접부-스트립 구조물의 표면과 상기 구조물의 부피 내부 모두에서의 전파를 통해서 변경되고, 그에 따라 상기 제3 채널을 유형화한다(materializing). 그에 따라, 그들은 용접부의 하나 이상의 검사 특성을 전달하고, 이어서 그러한 특성은, 예를 들어, 이상적인 용접부에서 또는 제2 채널로부터 출력된 파동 신호의 카탈로그화된 시그니쳐에 의해서 통상적으로 인식될 수 있는 하나 또는 둘 이상의 결함들을 가지는 용접부에서 분석된 파동 변경들의 타입들의 사전 분류에 의해서, 규정된 기준을 이용하여 식별될 수 있다. 상기 초음파 파동들의 물리적 발생 원리는 또한 "레이저 초음파"라는 기술명으로 공지되어 있으나, 본원 발명은 이러한 이론을 더 이상 전개하지 않는다. 그 대신에, 본원 발명은 용접 위치에서의 검사 방법에 초점을 맞추고, 이는 이러한 물리적 원리를 용접 사이클에서 요구되는 일련의 진보적인 단계들의 일부로서 이용할 수 있게 하여, 이상적으로는 용접 결함을 의미하는 초음파 파동들의 진동 상태를 이용하여 측정된 시그니쳐 분석에 의해서, 복잡한 스트립-용접부-스트립 구조물의 효율적이고 즉각적인 최종 분석을 가능하게 하며, 상기 측정된 시그니쳐는 데이터베이스 내의 카탈로그화된 통상적인 결함들의 시그니쳐들과 비교 및 식별될 수 있다. 그에 따라, 측정된/카탈로그화된 시그니쳐들의 비교에 의한 분석은 단순하고 신속한데, 이는 그러한 분석이 복잡한 지식을 필요로 하지 않고 또는, 적어도, 다른 결함 타입들을 위해서, 마찬가지로 극도로 복잡한 스트립-용접부-스트립 구조물 내의 초음파 파동들의 전파 거동의 복잡한 물리적 성질들을 얻기 위한 알고리즘들을 구현할 필요가 없기 때문이다.
용접부의 검사 특성들은 또한, 제2 채널을 통한 파동들을 측정하여, 예를 들어 감쇠, 이동 시간 또는 파동 변형을 측정함으로써 추정될 수 있을 것이다. 특정들에 따라서 또는, 적어도, 용접부의 검사로부터 유도된 시그니쳐들에 따라서, 잠재적 결함을 즉각적으로 알리기 위해서 경보가 생성된다.
본원 발명에 따른 방법은 제1 채널의 입력부에 결합된 레이저 송신기에 의해서 송신되는 펄스들을 제공하고, 그리고 제2 채널의 파동들은 제2 채널의 출력부에 결합된 수신기에 의해서 캡쳐되며,
- 제1 채널의 출력부 및 제2 채널의 입력부는, 용접부의 검사 특성들 또는 시그니쳐를 2가지 방식으로 획득하기 위해서, 스트립과 접촉하지 않고, 2개의 조오들 사이의 간격을 통한 또는 그 간격 위의 공간을 따라서 슬라이딩되며, 상기 2가지 방식은 이하와 같다:
- 2개의 조오들 사이의 공간을 따라서 슬라이딩되는 메커니즘에 의해서 용접 장치 자체가 이송되는 것과 관련하여 가능한 한 짧은 시간 기간 동안 그리고 동시에, 그리고
- 각 스트립의 단부들의 용접의 완료 후, 이다.
그에 따라, 제1 채널의 출력부의 그리고 제2 채널의 입력부의 슬라이딩은, 슬라이딩 이동과 관련하여 "스트립-용접부-스트립" 구조물을 이동시킬 필요가 없이, 스트립 단부들을 따른 용접 동안에 그리고 용접 후에 검사할 수 있게 한다.
사용된 용접의 방법에 따라서, 제공된 간격 내의 2개의 스트립 단부들 위에서 제1 채널의 출력부 및 제2 채널의 출력부가, 접촉 없이, 용접부에 평행하게, 그리고 그 용접부의 전체 길이를 따라서 이동하는 것이 다음과 같이 실행될 수 있을 것이다:
- 저항-시임, TIG, MIG, 레이저 또는 레이저-하이브리드 용접과 같은 점진적인 용접 방법들의 경우에 용접과 동시에 그리고 동일한 속도로 실행될 수 있을 것이다. 이러한 경우에, 제1 채널의 출력부 및 제2 채널의 입력부는, 용접 헤드와 동일한 이동 장치 상에서 또는 상기 용접 헤드의 이동 장치와 분리되어 있음에도 불구하고 동기적인 이동 장치 상에서, 용접 헤드의 뒤쪽에 정렬된다.
- 플래시-맞대기 용접을 위한 용접의 완료 후에 실행될 수 있다.
상기 방법은 또한 이하의 모드들 중 하나를 이용하여 구현될 수 있다:
- 용접 결함의 식별 및 정량화(결함의 통상적인 시그니쳐의 인식)를 확인 또는 변경하기 위한 전문가(expert)를 시스템적으로 포함하는 학습 모드,
- 용접부의 검사 특성들과 관련한 분석 단계가 독립적으로 하나 이상의 결함을 식별 및 정량화하고 그리고 미리 규정된 공차에 따라 적어도 하나의 경보를 작업자에게 알리는 자동 모드,
- 상기 자동 모드의 일부로서, 만약 초음파 파동 전달 특성들/시그니쳐들이 부적절하게 식별될 수 있는 경우에, 부가적인-검사 결정 요청을 작업자에게 송신하는 반-자동 모드.
부가적으로, 본원 발명에 따른 방법은 이하의 모드들 중 하나 이상을 이용하여 구현될 수 있다.
- 용접부 결함의 식별 및 정량화를 기초로, 결함을 교정하기 위해서, 용접 헤드의 이동 속도 또는 용접 파워와 같은 적절한 용접 파라미터들을 교정하는 전문가를 시스템적으로 포함하는 학습 모드,
- 용접부 결함의 식별 및 정량화를 기초로, 용접-검사 특성들/시그니쳐들과 관련된 분석 단계가 용접 파라미터들을 독립적으로 교정하는 자동 모드,
- 상기 자동 모드의 일부로서, 분석 단계가 용접부 결함의 식별 및 정량화를 기초로 작업자에게 용접-파라미터 교정 요청을 발송하는 반-자동 모드.
그에 따라, 본원 발명에 따른 방법의 이러한 구현예들은 검사에 있어서 높은 정도의 탄력성(flexibility)을 제공하여, 용접 결함과 관련된 모든 의심들을 신속하게 규명하고, 즉 용접 동안 및/또는 용접 후에, 그리고 특히 용접 결함이 불리하게(prejdudicial) 될 수 있는 다른 프로세스 스테이지들을 위해서 스트립이 용접 지점을 떠나기 전에, 탄력적으로(flexibly) 규명한다.
본원 발명에 따른 방법은, 특히 검사 단계 후의 분석 단계들을 위해서, 각각의 결함성 용접부에 대한 그리고 함께 카탈로그화된 시그니쳐들의 형태의, 용접된 스트립과 관련한 데이터 및 사용된 용접 파라미터로 데이터베이스에 기록하고자 하는 식별되고 정량화된 임의의 오류들을 제공한다. 따라서, 식별 및 정량화된 결함들의 후속 분석을 가능하게 하기 위해서 가능한 한 많은 데이터를 획득하기 위해서, 분석 단계는 복잡하고 변화하는 스트립-용접 셋팅들 및 상황들을 고려하여 검사 정확도를 높일 수 있게 한다. 결함 발생 조건들을 통계학적으로 연구하기 위해서 그리고 용접 파라미터들을 개선하기 위해서, 오프-라인 분석들이 또한 실행될 수 있을 것이다.
본원 발명에 따른 방법은 또한 이하의 2개의 작동 상태들 중 하나 이상에서 펄스 레이저(제1 채널의 입력부에 결합됨)에 의해서 생성되는 제1 스트립의 표면 상의 초음파 파동들(제1 채널로부터 유래됨)을 가능하게 한다:
- 열탄성(thermoelastic) 작동 상태,
- 제거(ablation) 작업 상태와 교번적인(alternating) 열탄성 작업 상태로서, 경보와 관련하여 비정상적인 또는 의심스러운 경우에, 파동 전달과 관련된 특성들의 부가적인 분석을 실시할 수 있는 가능성을 가지고, 상기 교번이 특히 분석 단계에 의해서 결정된다. 2개의 교번적인 작업 상태들에서, 스트립-용접부-스트립 구조물을 통과하는 초음파 파동들의 2개의 교번적인 진동 상태 시그니쳐들을 바람직하게 획득할 수 있으며, 특히 측정된 2개의 시그니쳐들 중의 하나와 관련하여 어떠한 의심이 있는 경우에, 이는 검사를 보다 신뢰할 수 있게 만든다. 따라서, 과다한 경보를 피할 수 있고 그에 따라 용접 검사가 측정의 인위적 결과들(artifacts)에 대해서 보다 더 견조하게 된다.
사실상, 용접 기계의 조오들 사이의 매우 작은 공간에 피팅시키기 위해서 그리고 스트립과의 결합 문제 없이 신속하게 이동할 수 있게 하기 위해서, 초음파 파동 전달 장치는 "열탄성" 작동 상태에서, 즉 용융 없이, 스트립의 표면 상에 초음파 진동을 생성하는 펄스형 레이저이다. 이러한 열탄성 작동 상태는 Lamb 또는 표면 파동들 즉, 스트립의 표면에 실질적으로 평행하게 전파되는 파동들을 발생시키는데 있어서 유리하다.
그 대신에, 초음파 파동들은 열탄성 작동 상태 및 "제거" 작동 상태에서 교번적으로 발생된다. 제거 작동 상태는 비임의 충돌시의 매우 국소적인 용융을 포함하고 그리고 길이방향 벌크(bulk) 파동들의 발생 즉, 스트립의 표면에 대해서 실질적으로 수직으로 전파되는 파동들의 발생을 촉진한다.
레이저 송신기에 의해서 생성된 초음파 파동들의 다른 성질은 단일 용접부에 대해서 매우 다른 파동 전달 특성들을 초래한다. 비정상적으로 식별된 파동 전달의 특정 타입들의 경우에, 열탄성 펄스들 사이의 제거 펄스들을 피팅(fit)하기 위해서, 분석 장치는 레이저 스폿 파라미터들(파워 및 지속시간)의 변경을 필요로 할 수 있을 것이다. 용접 결함의 더블 "시그니쳐"는 진단(diagostic) 신뢰성을 개선한다. 또한, 열탄성 작동 상태에서의 파동 전달의 특성들이 시그니쳐 라이브러리 또는 데이터베이스에서 서류화되지 않았다면(undocumented) 또는 거의 서류화되지 않았다면, 그러한 방법이 분석 장치에 의해서 요구될 수 있을 것이다.
제2 채널로부터 출력된 신호-노이즈 비율을 개선함으로써 사소한 결함들의 검출을 개선하기 위해서, 본원 발명에 따른 방법은 분석 단계 전에 합성 개구 포커싱 기술(synthetic aperture focusing technique; SAFT) 프로세스를 거치도록 제2 채널에 의해서 캡쳐된 초음파 신호를 제공한다.
본원 발명에 따른 방법을 구현하기 위해서, 전술한 조오들 내에서 보유되는 2개의 스트립 단부들의 용접부들을 비-파괴 테스팅하기 위한 설비는: 2개의 제1 또는 제2 초음파 파동 채널들 중 하나 이상이 용접 경로와 평행하게 스트립 단부들의 표면 위에서 접촉 없이 이동하는 하나 이상의 광학적 가이드(광섬유(들), 시준기 및/또는 포커싱장치)를 포함하는 것, 을 특히 특징으로 한다. 이러한 광학적 가이드(이상적으로 하나 또는 둘 이상의 광섬유들)는 제한된 풋프린트(footprint)를 가지며, 그리고 근접된 스트립들의 각 단부의 하나의 측부(side) 상에서 각각, 용접부의 어느 한(either) 측부 상의 그리고 2개의 조오들 사이의 매우 작은 단면을 통한 초음파 파동들의 입사 및 방출 채널링을 가능하게 한다.
그에 따라, 용접이 실시될 때 용접된 구역이 스캐닝될 수 있고, 이는, 예를 들어 레이저 용접 헤드 뒤에서 이동함으로써, 사이클 시간을 최적화하는데 도움이 된다. 또한, 예를 들어 플래시 용접의 경우에, 용접 후에 스캔될 수 있을 것이다.
제2 채널은 간섭계와 같은 초음파 파동들에 의해서 발생된 스트립의 표면의 진동에 대해서 감지할 수 있는 수신기에 결합되고, 그리고 제2 채널은, 제1 스트립의 측부 상의 초음파 파동들의 경로에 대해서 평행하고 동시적인 경로를 따라서, 조오들 사이의 간격 내에서 접촉없이 이동되는 파동 수집 단부를 가지는 하나 이상의 광학적 가이드를 포함한다.
제1 채널의 출력부 및 제2 채널의 출력부가 스트립 단부들 위에서 접촉 없이 이동되고 그리고 단부들의 하나의 미리 규정된 길이를 따른 용접 작업과 관련하여 동시적일 수 있고 또는 지연될 수 있다.
펄스들은 이상적으로 제1 채널의 입력부에서 펄스형 YAG 레이저에 의해서 발생되고, 그리고 그 펄스들은 제1 채널에 의해서 가이드되고 그리고 제1 스트립의 표면 상에서의 입사에 의해서 제1 채널의 출력부에서 초음파 파동들을 생성한다.
제2 채널의 출력부는 초음파 파동 수신기에 결합되거나 또는 초음파 파동 수신기 또는 적어도 초음파 파동들에 의해서 유발된 스트립의 표면의 진동들을 광학적으로 감지하는 수신기에 결합된다. 바람직하게, 수신기는 기준 평면을 생성하는 연속적인 또는 펄스형 레이저에 결합될 수 있는 공동 초점의(confocal) 파프리-페로(Fabry-Perot) 또는 광-유도 기전력(PI-EMF) 간섭계이다.
레이저 송신기의 광섬유 경로의 송신 단부의 축 및 간섭계 수신기의 광섬유 경로의 수신 단부의 축은 스트립의 표면에 대해서 실질적으로 수직이거나 또는 용접부를 향해서 약간 경사질 수 있을 것이다.
하위-청구항들의 세트 역시 본원 발명의 장점들을 기술하고 있다.
도면들을 이용하여, 예시적인 실시예 및 적용에 대해 설명한다.
도 1은 스트립 용접 기계에서 본원 발명에 따른 방법을 구현할 수 있는 설비를 (단면으로) 도시한 도면이다.
제1 스트립(1b)의 말단이 용접 기계의 출력 조오(2b, 3b) 내에 클램핑된다. 제2 스트립(1a)의 헤드가 상기 용접 기계의 입력 조오(2a, 3a) 내에 클램핑된다.
입력 및 출력 조오들이 근접된 용접 위치에 있고 그리고 2개의 스트립 단부들(1a, 1b)이 검사하고자 하는 용접부(1c)에 의해서 결합된다. 지지 요소(4)가 스트립 단부들에 대한 부가적인 지지를 제공할 수 있을 것이다.
송신기(5), 예를 들어 펄스형 YAG 레이저가 광섬유 경로(52)를 따라서 레이저 비임(51)을 전달하고, 이는 본원 발명에 따른 방법에서 설명된 제1 채널이 된다. 제1 스트립 상에서의 레이저 비임의 충돌은, 예를 들어 열탄성(thermoelastic) 모드에서 즉, 스트립의 용융 없이, 제1 스트립(1b)의 표면(이러한 경우에는 상부 표면) 상에서 초음파를 생성하고, 상기 초음파는 용접부(1c)를 향해서/용접부(1c) 내부로 전파되고(propagate) 이어서 제2 스트립(1a)을 향해서/제2 스트립(1a) 내부로 전파된다. 이들 파동들은 스트립의 표면에 대해서 수직인 기계적인 운동을 유발하며, 그러한 운동은 광섬유 경로(61)를 이용하여 간섭(interferometric) 장치(6)에 의해서 검출될 수 있으며, 이는 초음파 파동에 의해서 유발된 스트립의 표면의 진동 상태에 의해서 광학적으로 영향을 받는 파동들에 대한 제2 채널이 된다. 선택적으로, 제1 채널은, 마주하는 스트립과 관련하여 광섬유 경로들 중 하나의 경사진 입사를 가능하게 하는 위치(52')에서 점선으로 도시되어 있다. 제3 파동 채널은 파동들이 전파되는 "스트립-용접부-스트립" 결합부(54, 1c, 55)에 의해서 유형화된다. 간격(54, 55)이 형성되어 제1 광학적 입사 채널(52)의 통로가 제1 스트립(1b)의 표면 상의 초음파 파동들을 생성할 수 있도록 하기 위해서 그리고 광학적으로 방출하는(emergent) 제2 채널(61)의 통로가 제2 스트립(1a)의 표면으로부터 방출되는 파동들을 캡쳐할 수 있도록 하기 위해서, 하나 이상의 공간이 제1 및 제2 조오들 사이에 남겨지는 것이 필수적이다.
제1 및 제2 채널들의 축들 사이의 허용된 거리 이상이 되는, 용접부 주위의 간격(54, 55)의 폭은, 조오들 에 의해서 요구되는 근접도를 고려하여 가능한 한 작게 만들어지고 그리고, 필요하다면, 용접부로부터의 주어진 거리에서의 정밀한 입사 지점들을 필요로 하는 목표 용접 특성들을 보다 잘 획득하기 위해서 조오에 의해서 허용되는 최대 폭 내에서 가변적으로 조정될 수 있을 것이다. 제1 및 제2 채널들 사이의 가변 거리 내에서, 구성에 따라서, 몇 가지 시그니쳐들(signatures)이 또한 바람직하게 측정될 수 있을 것이다.
분석 장치(7)(본원 발명에 따른 분석 단계를 실시하기 위해서 이용된다)는 제2 채널을 통해서 간섭계(6)에 의해서 생성된 신호들 및 용접 기계를 제어하는 PLC 시스템(9)으로부터의 데이터를 수신한다. 이들 데이터는, 예를 들어, 스트립의 두께, 스틸의 등급 및 모든 용접 파라미터들뿐만 아니라 용접 전에 또는 후에 열 처리들을 인가하기 위해서 사용된 임의의 장치들의 셋팅들에 관한 것이다. 이는, 감쇠, 이동 시간, 파동 변형, 또는 임의의 다른 목표되는/인식가능한 비정상적인 스트립-용접부-스트립 구조의 특성과 같은, 송신기(5)와 수신기(6) 사이의 적어도 하나의 파동 전달의 데이터 특성, 또는 시그니쳐를 식별하고, 그리고 이상적으로는 단일 시그니쳐 또는 더블 시그니쳐의 인식에 의해서, 이들 파동-전달 비정상치들과 용접 결함의 타입 사이의 잠재적인 일치에 대해서 데이터 라이브러리(8)를 탐색한다. 이는 결함의 심각도를 정량화하고, 그리고 PLC 시스템(9)을 이용하여, 결함에 의한 용접의 재실행을 필요한 경우에 작업자 제어 콘솔(10) 상에서 경보를 발생시킬 수 있다. 또한, 이는 작업자가 작업자 콘솔(10)을 통한 결정 전달을 필요로 할 수 있다. 분석 장치(7)는 또한 송신기(5)의 (단둔한 또는 교호적인(alternated)) 펄스 모드를 제어하기 위한 모듈을 포함할 수 있을 것이며, 그에 따라, 펄스들과 관련된 작동 상태 및 제2 채널의 외부로 나오는 초음파 파동의 적어도 하나의 청정도 측정을 분석하기 위한 단계에 의해서, 목표로 하는 비정상성의 식별을 위해서 용접부의 검사 특성들이 얻어질 수 있게 한다.
방법의 다른 실시예에서, 분석 장치(7)는 PLC 시스템(9)에 의해서 검출된 결함의 함수로서 용접 파라미터들을 교정한다. 또한, 이러한 교정들을 작업자에게 알려줄 수 있다.
PLC 시스템(9), 라이브러리(8), 간섭계(6) 및 잠재적으로(potentially) 작업자 콘솔(10)로부터 제공되는 결함 발생 동안에 분석된 데이터가 데이터베이스(11)에서 기록되어 결함들의 원인이 분석될 수 있게 한다.
그에 따라, 본원 발명에 따른 방법 및 그러한 방법의 구현을 가능하게 하는 설비는 용접부의 단지 가시적인 표면 뿐만 아니라 용접부의 전체 검사를 가능하게 한다. 이러한 적응형(adaptive) 분석 능력은, 점차적으로 작업자의 주의력 및 경험에 덜 의존할 수 있게 하고 그리고 불필요한 재-용접들의 수를 줄일 수 있게 한다. 매우 바람직하게, 적어도 제1 채널(52)의 파동 출력부와 제2 채널(61)의 파동 입력부의 슬라이딩(sliding)이 용접 헤드의 이동에 대해서 동기화된다면, 이들은 검사가, 매우 제한된 스트립-정지 시간으로, 그리고 용접부에서 필요로 하는 것과 동일한 시간 동안, 실행될 수 있게 허용한다.
마지막으로, 송신기 및/또는 수신기 그리고 제1 및 제2 채널들이 용접 구조물 주위에서 초음파 파동을 발생/캡쳐하기 위한 전기-음향 변환(electro-acoustic) 부품들일 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 이들 부품들은 너무 커서, 특히 몇 센티미터 두께 미만의 얇은 스트립들의 경우에, 조오들에 의해서 남겨지는 (몇 센티미터의) 간격 내에 결합될 수 없다. 이는 왜 제1 및 제2 채널들이 작은-단면의 광학적 가이드로서 제공되는지에 대한 이유가 된다.

Claims (17)

  1. 2개의 금속 스트립들(1a, 1b)의 2개의 횡방향 단부들의 맞대기 용접부(1c)를 검사하기 위한 방법으로서, 상기 단부들은 함께 모여지고 그리고 상기 횡방향 단부들의 각각을 따라서 정렬된 제1 조오 및 제2 조오(2a, 2b) 사이에서 보유되고, 상기 단부들이 용접 중에 사용되는 상기 제1 및 제2 조오(2a, 2b)로부터 해제되기 전에 상기 맞대기 용접부(1c)를 검사하는, 검사 방법이며,
    - 하나 이상의 공간이 상기 제1 조오와 제2 조오 사이에 남겨지고, 그에 따라 입사 파동들의 제1 전달 채널(52)의 통과가 제1 스트립의 하나의 표면 상에서 초음파 파동들을 생성할 수 있도록 하기 위해서 그리고 제2 스트립의 표면으로부터 방출되는 파동들의 제2 전달 채널(61)의 통과가 가능하도록 하기 위해서 간격(54, 55)이 형성되며,
    - 상기 제1 스트립의 표면 상에서 생성된 초음파 파동들의 제3 채널을 구현하도록 적어도 디자인된 작동 상태에서 레이저 펄스들을 이용하여 상기 제1 전달 채널의 입사 파동들이 생성되고, 용접부를 통과하고, 이어서 제2 전달 채널에서 빠져나오며,
    - 상기 제2 전달 채널 내에서 초음파 파동들의 방출시의 상기 제2 스트립 표면의 진동 상태의 시그니쳐의 하나 이상의 측정치 및 펄스들과 관련된 작업 상태를 분석하기 위한 단계(7)에 의한 식별을 위해서 용접부 검사 특성들이 획득되는, 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    펄스들이 상기 제1 전달 채널의 입력부에 결합된 송신기(5)에 의해서 송신되고, 그리고 제2 전달 채널의 파동들이 상기 제2 전달 채널의 출력부에 결합된 수신기(6)에 의해서 캡쳐되며,
    - 제1 전달 채널의 출력부 및 제2 전달 채널의 입력부는, 용접부의 검사 특성들을 이하의 2가지 방식으로 획득하기 위해서, 상기 스트립과 접촉하지 않고, 2개의 조오들 사이의 공간을 따라서 슬라이딩되며, 상기 2가지 방식은
    - 2개의 조오들 사이의 공간을 따라서 슬라이딩되는 메커니즘에 의해서 이송되는 용접 장치 자체와 관련하여 제한된 시간 기간 동안 그리고 동시에 획득, 그리고,
    - 각 스트립의 단부들의 용접의 완료 후에 획득인, 검사 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 용접부의 검사 특성들은 상기 제2 전달 채널로부터 유래하는 감쇠, 이동 시간 또는 파동 변형의 측정치로부터 유도되는, 검사 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    검사되는 용접부의 시그니쳐가 데이터베이스 내의 카탈로그화된 용접 결함들의 전형적인 측정 시그니쳐들에 대해서 비교되는, 검사 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    획득된 시그니쳐들 또는 용접부-검사 특성들의 함수로서, 경보가 발생되는, 검사 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 용접 결함의 타입의 식별 및 용접 결함의 심각도의 정량화를 확인 또는 변경하기 위한 전문가를 시스템적으로 포함하는 학습 모드,
    - 용접부의 검사 특성들과 관련한 분석 단계가 독립적으로 하나 이상의 용접 결함의 타입을 식별 및 용접 결함의 심각도를 정량화하고 그리고 미리 규정된 공차에 따라 적어도 하나의 경보를 작업자에게 알리는 자동 모드,
    - 상기 자동 모드의 일부로서, 만약 초음파 파동 전달 특성들이 비정상으로 식별되는 경우에, 부가적인-검사 결정 요청을 작업자에게 송신하는 반-자동 모드 중 하나로 구현되는, 검사 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 용접 결함의 타입의 식별 및 용접 결함의 심각도의 정량화를 기초로, 상기 용접 결함을 교정하기 위해서, 용접 파라미터들을 교정하는 전문가를 시스템적으로 포함하는 학습 모드,
    - 용접 결함의 타입의 식별 및 용접 결함의 심각도의 정량화를 기초로, 용접-검사 특성들과 관련된 분석 단계가 용접 파라미터들을 독립적으로 교정하는 자동 모드,
    - 상기 자동 모드의 일부로서, 분석 단계가 용접 결함의 타입의 식별 및 용접 결함의 심각도의 정량화를 기초로 작업자에게 용접-파라미터 교정 요청을 발송하는 반-자동 모드 중 하나로 구현되는, 검사 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    검사 단계 후의 분석 단계들을 위해서, 용접 결함의 타입으로 식별되고 용접 결함의 심각도로 정량화된 임의의 오류들이 데이터베이스에, 용접된 스트립과 관련한 데이터 및 사용된 용접 파라미터로, 각각의 결함성 용접부에 대해서 그리고 결합되어, 기록되는, 검사 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 열탄성 작동 상태, 및
    - 제거 작업 상태와 교번적인 열탄성 작업 상태,
    중 하나 이상에서 작동되는 펄스 레이저에 의해서 제1 스트립의 표면 상의 초음파 파동들이 생성되는, 검사 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 전달 채널에 의해서 캡쳐된 초음파 신호가 분석 단계 전에 합성 개구 포커싱 기술(SAFT) 프로세스를 거치는, 검사 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 이행할 수 있는 비파괴적 용접부-테스팅 설비로서,
    2개의 제1 또는 제2 초음파 파동 채널들 중 하나 이상이, 용접 경로와 평행하게, 스트립 단부들의 표면 위에서 접촉 없이 이동하는 하나 이상의 광학적 가이드를 포함하는, 비파괴적 용접부-테스팅 설비.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 전달 채널은 초음파 파동들에 대해서 감지할 수 있는 수신기에 결합되고, 그리고 상기 제2 전달 채널은, 제1 스트립의 표면 상의 초음파 파동들의 경로에 대해서 평행하고 동시적인 경로를 따라서, 조오들 사이의 간격 내에서 접촉없이 이동되는 파동 수집 단부를 가지는 하나 이상의 광학적 가이드를 포함하는, 비파괴적 용접부-테스팅 설비.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전달 채널의 출력부 및 제2 전달 채널의 출력부가 스트립 단부들의 표면 위에서 접촉 없이 이동되고 그리고 상기 단부들의 하나의 미리 규정된 길이를 따른 용접 작업과 관련하여 동시적일 수 있고 또는 지연될 수 있는, 비파괴적 용접부-테스팅 설비.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 펄스들은 펄스형 YAG 레이저에 의해서 발생되고, 그리고 상기 제1 전달 채널에 의해서 가이드되고, 그리고 상기 제1 스트립의 측부 상의 상기 제1 전달 채널의 출력부에서 초음파 파동들을 생성하는, 비파괴적 용접부-테스팅 설비.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제2 전달 채널의 출력부는 공동 초점의 파프리-페로 또는 광-유도 기전력(PI-EMF) 간섭계 초음파 파동 수신기에 결합되는, 비파괴적 용접부-테스팅 설비.
  16. 제9항에 있어서,
    비정상의 경우에, 파동 전달과 관련된 특성들의 부가적인 분석을 실시할 수 있는 가능성을 가지고, 상기 교번이 분석 단계에 의해서 결정되는, 검사 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광학적 가이드는 하나 이상의 광섬유들 또는 시준기/포커싱장치를 포함하는, 비파괴적 용접부-테스팅 설비.
KR1020127027465A 2010-04-23 2010-08-12 2개의 금속 스트립들의 2개의 횡방향 단부들의 맞대기 용접부의 초음파 검사를 위한 방법 및 설비 KR101719391B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10290219.4 2010-04-23
EP10290219 2010-04-23
PCT/EP2010/061783 WO2011131252A1 (fr) 2010-04-23 2010-08-12 Methode et installation d' inspection ultrasonore de soudure raboutage de deux extremites transversales de deux bandes metalliques

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130094176A KR20130094176A (ko) 2013-08-23
KR101719391B1 true KR101719391B1 (ko) 2017-04-04

Family

ID=43088269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127027465A KR101719391B1 (ko) 2010-04-23 2010-08-12 2개의 금속 스트립들의 2개의 횡방향 단부들의 맞대기 용접부의 초음파 검사를 위한 방법 및 설비

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9052273B2 (ko)
EP (1) EP2561343B1 (ko)
JP (1) JP5746321B2 (ko)
KR (1) KR101719391B1 (ko)
CN (1) CN102869987B (ko)
BR (1) BR112012027050A8 (ko)
RU (1) RU2531508C2 (ko)
WO (1) WO2011131252A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102328415B1 (ko) 2020-05-13 2021-11-22 한국원자력연구원 탄성계수 결정 장치, 방법, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 및 컴퓨터 프로그램

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105788408A (zh) * 2013-03-11 2016-07-20 林肯环球股份有限公司 使用虚拟现实焊接系统导入和分析外部数据
JP6030013B2 (ja) * 2013-03-22 2016-11-24 株式会社東芝 超音波検査装置、および超音波検査方法
CN104002054A (zh) * 2014-06-10 2014-08-27 昆山宝锦激光拼焊有限公司 一种焊缝焊接质量自动检测装置
RU2573707C1 (ru) * 2015-03-13 2016-01-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Способ контроля качества сварки
CN105137300A (zh) * 2015-08-31 2015-12-09 武汉光迅科技股份有限公司 夹角式双光纤弧光检测探头
US9989495B2 (en) 2015-11-19 2018-06-05 General Electric Company Acoustic monitoring method for additive manufacturing processes
US10073060B2 (en) 2015-11-19 2018-09-11 General Electric Company Non-contact acoustic inspection method for additive manufacturing processes
JP6329188B2 (ja) * 2016-02-29 2018-05-23 株式会社Subaru 超音波検査システム、超音波検査方法及び航空機構造体
FR3057668B1 (fr) * 2016-10-19 2018-11-23 Saipem S.A. Procede d'inspection automatique d'un cordon de soudure depose dans un chanfrein forme entre deux pieces metalliques a assembler
CN109613120B (zh) * 2018-12-11 2021-05-07 中国航空工业集团公司基础技术研究院 一种主动扫描接收式高分辨率脉冲超声-声发射检测方法
CN109317796A (zh) * 2018-12-21 2019-02-12 江西大乘汽车有限公司 一种线束总成焊接装置
RU2725107C1 (ru) * 2019-12-30 2020-06-29 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Способ ультразвукового исследования твёрдых материалов и устройство для его осуществления
NO20200190A1 (en) * 2020-02-14 2021-08-16 Optonor As System and method for analysing an object
EP3940338A1 (en) * 2020-07-15 2022-01-19 The Boeing Company Characterizing internal structures via ultrasound
US20220171374A1 (en) * 2020-12-02 2022-06-02 Noodle Analytics, Inc. Defect profiling and tracking system for process-manufacturing enterprise

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001318081A (ja) * 2000-05-10 2001-11-16 Toshiba Corp レーザ超音波検査装置
US20080072674A1 (en) 2005-11-07 2008-03-27 Ume Ifeanyi C Ultrasound systems and method for measuring weld penetration depth in real time and off line

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU590659A1 (ru) 1975-03-10 1978-01-30 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Трубной Промышленности Способ ультразвукового контрол качества стыковых сварных швов
SU1350608A1 (ru) 1986-04-28 1987-11-07 Институт Электросварки Им.Е.О.Патона Способ ультразвукового контрол стыковых сварных соединений с подкладкой
JP2598398B2 (ja) 1987-01-21 1997-04-09 川崎製鉄株式会社 ストリツプ溶接強度測定装置
DE3916276A1 (de) * 1989-05-19 1990-11-22 Betr Forsch Inst Angew Forsch Verfahren und vorrichtung zur interferometrischen detektion von oberflaechenverschiebungen bei festkoerpern
DK0438609T3 (da) 1990-01-20 1993-11-08 Thyssen Industrie Fremgangsmåde og indretning til stump sammensvejsning af ståltyndplader tykkere en 0,35 mm ved hjælp af en laserstrålesvejseproces
RU2057331C1 (ru) 1992-02-06 1996-03-27 Институт электросварки им.Е.О.Патона АН Украины Способ ультразвукового контроля стыковых сварных соединений
US5474225A (en) * 1994-07-18 1995-12-12 The Babcock & Wilcox Company Automated method for butt weld inspection and defect diagnosis
JPH08136512A (ja) 1994-11-07 1996-05-31 Sumitomo Metal Ind Ltd 鋼管シーム溶接部超音波探傷方法
FR2756504B1 (fr) 1996-11-29 1999-05-07 Kvaerner Clecim Machine automatique de raccordement transversal de bandes metalliques
JPH11271281A (ja) 1998-03-23 1999-10-05 Nippon Steel Corp レーザー超音波検査装置及びレーザー超音波検査方法
JP2000019164A (ja) * 1998-06-30 2000-01-21 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 超音波探傷器
JP3545611B2 (ja) * 1998-08-26 2004-07-21 新日本製鐵株式会社 レーザー超音波検査装置及びレーザー超音波検査方法
US6747268B1 (en) * 1999-04-02 2004-06-08 Georgia Tech Research Corporation Object inspection method and system
LU90784B1 (en) * 2001-05-29 2002-12-02 Delphi Tech Inc Process for transmission laser welding of plastic parts
FR2840991B1 (fr) * 2002-06-17 2005-05-06 Air Liquide Procede de controle par ultrasons de joints soudes
US7492449B2 (en) * 2004-04-12 2009-02-17 Georgia Tech Research Corporation Inspection systems and methods
WO2007003058A1 (en) 2005-07-06 2007-01-11 National Research Council Of Canada Method and system for determining material properties using ultrasonic attenuation
EP2039458B1 (fr) 2007-09-21 2011-03-16 Malex S.A. Méthode et dispositif de soudage de tôles bout à bout pour processus de fabrication continue
KR100907052B1 (ko) * 2007-10-09 2009-07-09 현대자동차주식회사 레이저 유도 초음파 방식의 전자빔 용접 비파괴 검사 장치및 그 검사 방법
US8243280B2 (en) * 2008-05-20 2012-08-14 Iphoton Solutions, Llc Laser ultrasonic measurement system with movable beam delivery
EP2348313B1 (en) * 2008-11-19 2019-09-25 Nippon Steel Corporation Method and apparatus for ultrasonically detecting flaws of a welded portion

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001318081A (ja) * 2000-05-10 2001-11-16 Toshiba Corp レーザ超音波検査装置
US20080072674A1 (en) 2005-11-07 2008-03-27 Ume Ifeanyi C Ultrasound systems and method for measuring weld penetration depth in real time and off line

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102328415B1 (ko) 2020-05-13 2021-11-22 한국원자력연구원 탄성계수 결정 장치, 방법, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 및 컴퓨터 프로그램

Also Published As

Publication number Publication date
EP2561343A1 (fr) 2013-02-27
BR112012027050A2 (pt) 2016-07-19
JP2013525768A (ja) 2013-06-20
RU2531508C2 (ru) 2014-10-20
JP5746321B2 (ja) 2015-07-08
EP2561343B1 (fr) 2017-11-29
WO2011131252A1 (fr) 2011-10-27
US20130036820A1 (en) 2013-02-14
CN102869987B (zh) 2016-04-20
RU2012150040A (ru) 2014-05-27
CN102869987A (zh) 2013-01-09
BR112012027050A8 (pt) 2017-03-21
KR20130094176A (ko) 2013-08-23
US9052273B2 (en) 2015-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101719391B1 (ko) 2개의 금속 스트립들의 2개의 횡방향 단부들의 맞대기 용접부의 초음파 검사를 위한 방법 및 설비
JP2013525768A5 (ko)
EP2388572B1 (en) Welding method
US5474225A (en) Automated method for butt weld inspection and defect diagnosis
US20120091185A1 (en) In-process weld geometry methods & systems
WO1998012556A1 (en) Automated mill roll inspection system
Yang et al. Measurement of weld penetration depths in thin structures using transmission coefficients of laser-generated Lamb waves and neural network
ITRM20100461A1 (it) Metodo per l individuazione di difettosità nel processo di saldatura laser continua di parti metalliche
Vasilev et al. Non-contact in-process ultrasonic screening of thin fusion welded joints
EP2239564B1 (en) Welding inspection method and welding inspection apparatus
Nomura et al. In situ measurement of ultrasonic behavior during lap spot welding with laser ultrasonic method
KR101173612B1 (ko) 실시간 용접 건전성 확인 장치가 구비된 지능형 자동 용접장치
JP4432282B2 (ja) レーザ溶接品質判定方法
CN112975075B (zh) 用于监控焊接过程的系统
JPH05115903A (ja) ストリツプ溶接部の良否判定装置
JPH05115979A (ja) ストリツプ溶接部の再溶接方法および装置
Choi Characterization of a Yb: YAG Disk Laser Line Welder for Ultra-thin Steel Strip in Industrial Cold-Rolling Mill.
JPH05154510A (ja) 突合せ溶接時の溶接部形状検出方法ならびにその装置
JPH0972721A (ja) 連続処理ラインにおける薄板材の溶接部診断方法及び装置
JPH08174226A (ja) 鋼板の溶接装置
JP3260477B2 (ja) 薄板の溶接部診断方法
JP2008030046A (ja) 鋼帯の突き合せ溶接機
Ito et al. Ultrasonic testing system for ERW mill
JPH06307999A (ja) 鋼帯の溶接部検査方法ならびにその装置
Kang et al. Study on quality monitoring of laser welding

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant