KR102140966B1 - Nondestructive inspection method of welding part - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 용접부 비파괴 검사방법에 관한 것으로, 상세하게는 용접부의 용접 강도가 충분한지 여부를 검사하는 용접부 비파괴 검사방법에 관한 것이다.The present invention relates to a non-destructive inspection method for a weld, and more particularly, to a non-destructive inspection method for a weld for inspecting whether the weld strength is sufficient.
일반적으로 저항용접은 압력을 가한 상태에서 전류를 흘려주어 금속모재의 접촉면에서 발생되는 접촉저항과 금속모재의 고유저항에 의하여 열을 얻고, 이로 인하여 금속모재가 가열 또는 용융하면 가해진 압력에 의하여 접합이 이루어지는 용접 방식을 말한다. 이러한 저항용접에는 대표적으로 스폿용접이 있으며, 스폿용접은 자동용접에 용이하고, 생산성이 우수하며, 용접부재의 열적 손상이 적은 이점에서 다양한 분야에서 사용되고 있다.In general, resistance welding is performed by applying a current while applying pressure, thereby obtaining heat by contact resistance generated on the contact surface of the metal base material and the inherent resistance of the metal base material, and as a result, when the metal base material is heated or melted, bonding is performed by the applied pressure. Refers to the welding method made. The resistance welding is typically a spot welding, and the spot welding is used in various fields because it is easy for automatic welding, has excellent productivity, and has little thermal damage to a welding member.
스폿용접은 전술한 많은 장점에도 불구하고, 용접부재의 접촉면에서 용접되기 때문에, 외부에서 용접부의 용접상태를 판정할 수 없다는 단점을 가지고, 점(스폿)으로 용접되기 때문에 용접 강도가 충분한지 여부를 검사할 필요가 있다.Despite the many advantages described above, spot welding has the disadvantage of being unable to determine the welding state of the weld from the outside because it is welded at the contact surface of the welding member, and whether welding strength is sufficient because it is welded by spots (spots). It needs to be checked.
한편, 이차전지는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 배치된 분리막 구조로 이루어진 충방전이 가능한 전극조립체로서, 활성물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 배치하여 권취한 젤리롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극 사이에 분리막을 배치한 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류될 수 있으며, 이 중 젤리롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다. 특히, 고에너지 밀도를 갖는 젤리롤형 전극조립체는 원통형 금속 캔에 내장되어 원통형 이차전지를 구성할 수 있으며, 이러한 원통형 이차전지는 전기자동차와 같이 고용량의 이차전지의 적용이 필요한 분야에서 널리 적용되고 있다.On the other hand, the secondary battery is a positive electrode, a negative electrode, and an electrode assembly capable of charging and discharging consisting of a separator structure disposed between the positive electrode and the negative electrode. The jelly roll type may be classified into a stacked type stacked sequentially while a separator is disposed between a plurality of positive and negative electrodes of a predetermined size, of which the jelly roll type electrode assembly is easy to manufacture and has high energy density per weight. Have In particular, a jelly roll type electrode assembly having a high energy density can be built in a cylindrical metal can to form a cylindrical secondary battery, and such a cylindrical secondary battery is widely applied in fields requiring application of a high capacity secondary battery such as an electric vehicle. .
도 1은 피검사물로서, 원통형 이차전지를 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing a cylindrical secondary battery as an inspected object.
도 1을 참조하면, 피검사물(10)로서 원통형 이차전지는 원통형의 금속 케이스(11)의 내부에 분리막(17)을 사이에 두고 긴 시트형의 양극 활물질층을 포함하는 양극(15)과 음극 활물질층을 포함하는 음극(16)을 권취하여 전극조립체를 내부에 내장하고, 금속 케이스(11)의 상부에 캡(13)을 고정하여 제작하게 된다. 이때, 양극(15)과 연결된 양극탭은 캡(13)에 배치되고, 음극(16)과 연결된 음극탭(18)은 금속 케이스(11)의 내부에 배치될 수 있다. 이러한 원통형 이차전지 제작 과정에서도 전술한 스폿용접 공정이 적용될 수 있는데, 금속 케이스(11)에 음극탭(18)을 스폿 용접하여 접합할 수 있다.Referring to FIG. 1, a cylindrical secondary battery as an inspected
즉, 금속 케이스(11)의 중앙 내부에 마련되는 젤리롤의 중심(14) 내부로 스폿용접용 전극봉을 삽입시킨 상태에서, 금속 케이스(11)의 바닥(12)과 음극탭(18)을 스폿용접하여 접합하게 된다. 이렇게 스폿용접된 용접부(w)는 음극탭(18)과 금속 케이스(11)의 바닥(12)의 내측면 사이에서 접합되기 때문에, 금속 케이스(11)의 외부에서는 용접상태를 판정할 수 없다.That is, in the state in which the electrode for spot welding is inserted into the
이처럼 외부에서 확인할 수 없는 용접부(w)가 형성된 피검사물(케이스와 음극탭)의 용접상태를 검사하기 위한 비파괴 검사방법으로는 대표적으로 엑스레이(X-ray) 또는 초음파를 이용한 방식이 있다. 하지만, 엑스레이 또는 초음파를 이용한 방식은 용접부(w)에 형성되는 크랙이나 기포 등의 결점은 확인이 가능하지만, 용접부(w)의 직경, 깊이, 두께 등 용접 강도와 직결되는 용접상태의 확인이 미흡하거나 불가하다는 문제가 있고, 특히 초음파를 이용한 방식은 피검사물과 초음파센서 사이에 인피던스 매칭을 위한 매질을 필요로 하는 등 실질적인 사용에 많은 한계가 있다.As such, a non-destructive inspection method for inspecting the welding state of an inspected object (case and cathode tab) having a weld portion w that cannot be confirmed from the outside is typically a method using X-ray or ultrasound. However, in the method using X-rays or ultrasonic waves, defects such as cracks or bubbles formed in the welding part w can be confirmed, but the welding state directly related to the welding strength such as diameter, depth, and thickness of the welding part w is insufficient. There is a problem that it is impossible or impossible, and in particular, the method using ultrasound has many limitations in practical use, such as requiring a medium for impedance matching between the test object and the ultrasonic sensor.
따라서, 외부에서 시인할 수 없는 피검사물의 용접부가 정상적으로 용접되었는지 여부를 보다 신속하고 정확하게 확인 및 판별할 수 있는 새로운 방식의 검사방법이 요구된다.Therefore, there is a need for a new method of inspection that can quickly and accurately check and discriminate whether or not a welded part of an inspected object that cannot be visually recognized is welded normally.
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 외부에서 시인할 수 없는 용접부의 용접상태를 신속하고 정확하게 검사할 수 있는 용접부 비파괴 검사방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve a conventional problem, the present invention is to provide a non-destructive inspection method of a welded portion that can quickly and accurately inspect the welded state of the welded part that is not visible from the outside.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 용접부 비파괴 검사방법은, 일면에 용접부가 형성된 피검사물을 대상으로 상기 용접부가 정상적으로 용접되었는지 여부를 검사하는 방법으로서, 피검사물의 타면의 중심에 대하여 일정 반경을 가지는 원형의 제1주행경로를 따라 센서를 이동시키면서, 상기 센서로 수신되는 제1수신신호를 측정하는 제1측정단계; 상기 제1수신신호를 이용하여 산출된 제1산출신호 중 최저값 또는 최고값을 나타내는 상기 제1주행경로 상의 위치를 제1위치로 설정하는 제1위치 설정단계; 상기 제1위치와 상기 피검사물의 중심을 지나는 선형의 제2주행경로를 설정하는 주행경로 설정단계; 상기 제2주행경로를 따라 상기 센서를 이동시키면서, 상기 센서로 수신되는 제2수신신호를 측정하는 제2측정단계; 및 상기 제2수신신호를 이용하여 산출된 제2산출신호와, 미리 설정된 기준 판단값을 비교하여, 상기 용접부의 용접상태를 판단하는 용접상태 판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention described above, the method of non-destructive inspection of a welding part according to an embodiment of the present invention is a method of inspecting whether or not the welding part is normally welded to an object to be inspected on which a welding part is formed. A first measurement step of measuring a first received signal received by the sensor while moving the sensor along a circular first driving path having a predetermined radius with respect to the center of the other surface; A first position setting step of setting a position on the first driving path indicating a lowest value or a highest value among the first calculated signals calculated using the first received signal as a first position; A driving route setting step of setting a linear second driving route passing through the first position and the center of the inspected object; A second measurement step of measuring a second received signal received by the sensor while moving the sensor along the second driving path; And a welding state determination step of comparing the second calculation signal calculated using the second reception signal with a preset reference determination value, and determining the welding state of the welding part.
본 발명의 실시예에 따른 용접부 비파괴 검사방법에 있어서, 상기 센서는 와전류 센서일 수 있다.In the non-destructive inspection method of a welding part according to an embodiment of the present invention, the sensor may be an eddy current sensor.
본 발명의 실시예에 따른 용접부 비파괴 검사방법에 있어서, 상기 제1측정단계에서, 상기 제1산출신호는 상기 센서로부터 송신되는 제1송신신호와 상기 제1수신신호의 위상차일 수 있고, 상기 제1위치 설정단계는, 상기 제1주행경로 상에서 상기 제1산출신호가 최저값을 가지는 위치를 상기 제1위치로 설정할 수 있다.In the non-destructive inspection method of a welding part according to an embodiment of the present invention, in the first measurement step, the first output signal may be a phase difference between the first transmission signal and the first reception signal transmitted from the sensor. In the one-position setting step, a position where the first output signal has the lowest value on the first driving route may be set as the first position.
본 발명의 실시예에 따른 용접부 비파괴 검사방법에 있어서, 상기 제1송신신호는 5Khz 내지 30Khz 주파수를 가질 수 있다.In the non-destructive inspection method of a welding part according to an embodiment of the present invention, the first transmission signal may have a frequency of 5Khz to 30Khz.
본 발명의 실시예에 따른 용접부 비파괴 검사방법에 있어서, 상기 제1주행경로의 반경은 0.5mm 내지 5mm일 수 있다.In the non-destructive inspection method of a weld according to an embodiment of the present invention, the radius of the first driving path may be 0.5 mm to 5 mm.
본 발명의 실시예에 따른 용접부 비파괴 검사방법에 있어서, 상기 제2측정단계에서, 상기 제2산출신호는 상기 센서로부터 송신되는 제2송신신호와 상기 제2수신신호의 위상차일 수 있고, 상기 용접상태 판단단계는, 상기 제2주행경로 상에서 상기 제2산출신호의 최저값 또는 최고값과, 상기 기준 판단값을 비교하는 것일 수 있다.In the non-destructive inspection method of a welding part according to an embodiment of the present invention, in the second measurement step, the second output signal may be a phase difference between the second transmission signal and the second reception signal transmitted from the sensor, and the welding. The state determining step may be to compare the reference value with the minimum value or the highest value of the second output signal on the second driving path.
본 발명에 따르면, 원형의 제1주행경로를 따라 센서를 주행하며 제1주행경로를 따라 변화되는 제1산출신호로부터 제1주행경로 상에 제1위치를 설정하고, 설정된 제1위치와 검사면의 중심을 지나는 선형의 제2주행경로를 따라 센서를 주행하며 용접부의 용접상태를 검사함으로써, 외부에서 시인할 수 없는 용접부를 신속하고 정확하게 찾아 검사시간을 크게 단축할 수 있으며, 용접부에 대한 검사 정밀도를 크게 높일 수 있다.According to the present invention, the first position is set on the first driving route from the first output signal that changes along the first driving route while driving the sensor along the circular first driving route, and the set first position and inspection surface By running the sensor along the linear 2nd driving path passing through the center and inspecting the welding state of the welding part, it is possible to quickly and accurately find a welding part that cannot be visually recognized from the outside, and greatly shorten the inspection time, and to inspect the welding part accurately. Can be greatly increased.
도 1은 피검사물로서 원통형 이차전지를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용접부 비파괴 검사방법의 흐름도이다.
도 3은 도 2의 제1측정단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 제1위치 설정단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 주행경로 설정단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2의 제2측정단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 2의 용접상태 판단단계를 설명하기 위한 도면이다.1 is an exemplary view showing a cylindrical secondary battery as a test object.
2 is a flowchart of a method for non-destructive testing of a weld according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining the first measurement step of FIG. 2.
FIG. 4 is a view for explaining the first position setting step of FIG. 2.
FIG. 5 is a view for explaining a driving route setting step of FIG. 2.
6 is a view for explaining the second measurement step of FIG. 2.
7 is a view for explaining the welding state determination step of FIG. 2.
이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용될 수 있으며 이에 따른 부가적인 설명은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the above-described problem to be solved can be realized in detail will be described with reference to the accompanying drawings. In describing these embodiments, the same name and the same code may be used for the same configuration, and additional descriptions may be omitted accordingly.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용접부 비파괴 검사방법의 흐름도이다.2 is a flow chart of a method for non-destructive testing of welds according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 비파괴 검사방법은, 일면(금속 케이스의 내측면)에 용접부가 형성된 피검사물을 대상으로 용접부가 정상적으로 용접되었는지 여부를 검사하는 방법으로, 특히 외부에서 용접부를 인식할 수 없는 피검사물의 타면(금속 케이스의 외측면)에서 용접부의 용접상태를 신속하고 정확하게 검사할 수 있는 방법을 제공한다.Referring to FIG. 2, the non-destructive inspection method according to the present embodiment is a method of inspecting whether or not a weld is normally welded to an object to be welded on one surface (inner surface of a metal case), particularly from the outside. Provides a method for quickly and accurately inspecting the welding state of a weld on the other surface (outside surface of a metal case) of an object that cannot be recognized.
이를 위한 본 실시예에 따른 비파괴 검사방법은 제1측정단계(S110), 제1위치 설정단계(S120), 주행경로 설정단계(S130), 제2측정단계(S140) 및 용접상태 판단단계(S150)를 포함할 수 있다.For this, the non-destructive inspection method according to this embodiment includes a first measurement step (S110), a first position setting step (S120), a driving route setting step (S130), a second measurement step (S140), and a welding state determination step (S150). ).
도 3은 제1측정단계를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the first measurement step.
도 3을 추가 참조하면, 제1측정단계(S110)는 피검사물(10)의 검사면(10a)을 향하여 제1송신신호를 송신하고, 송신되는 제1송신신호에 반응하여 피검사물(10)로부터 방출되는 제1수신신호를 측정하는 단계이다.Referring to FIG. 3, the first measurement step (S110) transmits a first transmission signal toward the
피검사물(10)의 검사면(10a)은 용접부(w)가 형성된 피검사물(10)의 일면과 반대되는 타면일 수 있고, 이러한 검사면(10a)에는 용접부(w)의 흔적이 전혀 없어 외부에서 용접부(w)를 전혀 인식할 수 없는 상태일 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 피검사물(10)의 검사면(10a)은 원통형 이차전지의 케이스(11)의 바닥(12)일 수 있고, 이때 바닥(12)의 내측면에는 음극탭(18)이 용접되고, 외부로 노출되는 바닥(12)의 외측면에는 용접 흔적이 전혀 인식되지 못할 수 있다.The
그리고, 기본적으로 검사장치의 센서(100)는 외부에서 추정할 수 있는 용접부위 즉, 검사면(10a)의 중심(C)에 배치하게 되는데, 이때 검사장치의 센서(100)가 실제 용접부(w)와 항상 일치된다는 보증이 없다. 왜냐하면, 용접 시 전극봉의 위치, 압력, 전류 인가시간 등의 이유로 인해 실제 용접부(w)는 검사면(10a)의 중심(C)에서 어긋난 임의의 위치에 형성될 수 있기 때문이다.And, basically, the
이를 고려하여, 제1측정단계(S110)에서는 피검사물(10)의 검사면(10a)의 중심(C)에 대하여 일정 반경을 가지는 원형의 제1주행경로(DL1)를 따라 센서(100)를 이동시키면서, 검사면(10a)을 향해 제1송신신호를 연속적으로 송신할 수 있고, 제1수신신호를 연속적으로 수신할 수 있다.In consideration of this, in the first measurement step (S110), the
제1송신신호 및 제1수신신호는 각각 사인파형의 전류신호일 수 있다.Each of the first transmission signal and the first reception signal may be a sinusoidal current signal.
제1주행경로(DL1)의 반경은 검사면(10a)의 중심(C)을 원점으로 용접부(w)의 비드 폭 보다 크게 설정될 수 있고, 검사면(10a)의 중심(C)을 원점으로 용접부(w)의 비드 폭 보다 작게 설정될 수도 있으며, 혹은 제1주행경로(DL1)의 반경은 용접부(w)의 비드 폭과 동일하게 설정될 수도 있다.The radius of the first driving path DL1 may be set larger than the bead width of the welding portion w with the center C of the
그리고, 용접부(w)는 제1주행경로(DL1)의 내부영역에 배치될 수 있고, 제1주행경로(DL1)의 외부영역에 배치될 수도 있으며, 혹은 제1주행경로(DL1) 상에 배치될 수도 있다.Further, the welding part w may be disposed in the inner region of the first driving path DL1, may be disposed in the outer region of the first driving path DL1, or disposed on the first driving path DL1. It may be.
이러한 제1주행경로(DL1)의 반경은 피검사물(10)의 종류에 따라 검사면(10a)의 중심(C)에서 용접부(w)가 어긋날 수 있는 한계 오차범위를 고려하여 적절하게 설정될 수 있는데, 도 1에서와 같이, 원통형 이차전지의 케이스(11)에 음극탭(18)을 용접할 경우, 제1주행경로(DL1)의 반경은 검사면(10a)의 중심(C)을 원점으로 0.5mm 내지 5mm를 가질 수 있다.The radius of the first driving path DL1 may be appropriately set in consideration of a limit error range in which the welding portion w may deviate from the center C of the
또한, 제1측정단계(S110)에서는 일정한 제1송신신호와, 변화되는 제1수신신호를 측정하고, 제1송신신호 및 제1수신신호를 바탕으로 제1산출신호를 생성할 수 있다. 이때, 제1산출신호는 제1송신신호 및 제1수신신호의 위상차일 수 있다. 제1송신신호 및 제1수신신호의 위상차인 제1산출신호는 공지된 다양한 종류의 위상차 검출 알고리즘을 이용하여 산출될 수 있다.In addition, in the first measurement step (S110), a constant first transmission signal and a changed first reception signal may be measured, and a first output signal may be generated based on the first transmission signal and the first reception signal. At this time, the first output signal may be a phase difference between the first transmission signal and the first reception signal. The first output signal, which is the phase difference between the first transmission signal and the first reception signal, may be calculated using various known phase difference detection algorithms.
본 실시예에 따른 센서(100)는 와전류 센서가 사용될 수 있다. 와전류 센서는 코일에 가해진 교류 전류가 1차 전자기장을 발생시키면, 생성된 교류 전자기장이 피검사물에 와전류를 유도하고, 유도된 와전류는 코일과 반대방향으로 2차 전자기장을 발생시킨다. 여기서, 피검사물에 존재하는 용접부가 근접하게 되면 2차 전자기장이 변화하게 되는데, 이러한 2차 전자기장의 변화가 1차 전자기장을 변화시켜 코일의 임피던스를 변화시킨다. 그리고, 코일의 임피던스의 변화는 회로의 전류 및 전압의 위상 변화를 발생시킨다.The eddy current sensor may be used as the
피검사물(10)에 유도되는 와전류의 크기 및 분포는 피검사물(10)의 형상, 재질, 투자율, 전도율 뿐만 아니라, 와전류 센서의 주파수에 따라 변화될 수 있는데, 도 1에서와 같이, 원통형 이차전지의 케이스(11)에 음극탭(18)을 용접할 경우, 제1주행경로(DL1)를 따라 이동하는 와전류 센서에는 5Khz 내지 30Khz 주파수가 인가될 수 있다. 즉, 제1송신신호는 5Khz 내지 30Khz 주파수를 가질 수 있다.The size and distribution of the eddy current induced in the inspected
도 4는 제1위치 설정단계를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the first position setting step.
도 4를 추가 참조하면, 제1위치 설정단계(S120)는 제1송신신호 및 제1수신신호로부터 산출된 제1산출신호로부터 제1주행경로(DL1) 상에서 제1위치(P1)를 설정하는 단계이다.Referring to FIG. 4, the first position setting step (S120) sets the first position P1 on the first driving path DL1 from the first transmission signal and the first calculation signal calculated from the first reception signal. It is a step.
제1위치(P1)는 제1주행경로(DL1) 상에서 제1산출신호가 최저값 또는 최고값인 위치에 해당될 수 있다. 즉, 제1위치(P1)는 제1주행경로(DL1) 상에서 제1송신신호 및 제1수신신호의 위상차가 최저값 또는 최고값인 위치일 수 있다. 이때, 제1위치(P1)는 제1주행경로(DL1) 상에서 용접부(w)와 가장 인접한 위치에 해당될 수 있다.The first position P1 may correspond to a position where the first output signal is the lowest value or the highest value on the first driving path DL1. That is, the first position P1 may be a position where the phase difference between the first transmission signal and the first reception signal is the lowest or highest value on the first driving path DL1. In this case, the first position P1 may correspond to a position closest to the welding portion w on the first driving path DL1.
구체적으로, 제1주행경로(DL1) 상의 임의의 위치(P0)에서 센서(100)를 이동시키며 제1송신신호를 송신하는 동시에 제1수신신호를 수신한다. 이동 중 센서(100)가 용접부(w)에 근접하면 제1산출신호(위상차)는 점점 낮아지게 되고, 센서(100)가 용접부(w)와 가장 인접한 제1위치(P1)에 도달함과 동시에 제1산출신호(위상차)는 최저값을 가질 수 있다. 이어서, 센서(100)가 용접부(w)에서 다시 멀어지면 제1산출신호(위상차)는 점점 높아지게 되고, 제1위치(P1)로부터 180도 이격 배치된 제2위치(P2)에 도달함과 동시에 제1산출신호(위상차)는 최고값을 가질 수 있다.Specifically, the
본 실시예에서는 제1위치(P1)에서 제1산출신호(위상차)가 최저값을 가지는 것으로 설명하였지만, 와전류 센서를 통한 제1송신신호 및 제1수신신호의 위상차는 용접부(w)를 포함한 피검사물(10)의 형상, 재질, 투자율, 전도율 등 다양한 인자에 따라 변화될 수 있으며, 이러한 다양한 인자가 변화됨에 따라 제1위치(P1)에서 제1산출신호(위상차)는 최고값을 가질 수도 있다.In this embodiment, the first output signal (phase difference) in the first position P1 is described as having the lowest value, but the phase difference between the first transmission signal and the first reception signal through the eddy current sensor is an inspected object including a welding part w The shape, material, permeability, and conductivity of (10) can be changed according to various factors, and as the various factors change, the first output signal (phase difference) at the first position P1 may have the highest value.
한편, 제1주행경로(DL1) 상의 제1산출신호는 투자율(Permeability: μ)에 의해 결정될 수 있다. 투자율(μ)은 물질의 자기적 성질을 나타내는 값으로, 어떠한 매질에 자기장을 걸었을 때 얼마나 자화(Magnetization) 하는지를 나타낼 수 있는 척도이다.Meanwhile, the first output signal on the first driving path DL1 may be determined by permeability (μ). The magnetic permeability (μ) is a value that indicates the magnetic properties of a substance, and is a measure that indicates how much magnetization occurs when a magnetic field is applied to a certain medium.
도 1에서와 같이, 원통형 이차전지의 케이스(11)는 철(Fe) 재질로 제작되므로 용접부가 없는 케이스(11)는 투자율(μ)이 상대적으로 큰 반면에, 케이스(11)에 형성된 용접부(w)는 용접 에너지에 의한 물성 변화 및 용융체인 철(Fe), 구리(Cu), 니켈(Ni) 등의 합금 재질로 이루어지므로 투자율(μ)이 상대적으로 작다.As shown in FIG. 1, the
그리고, 제1산출신호인 위상차는 투자율(μ)에 비례하는 것으로 알려져 있다. 즉, 투자율(μ)이 상대적으로 작은 매질의 경우 제1송신신호와 제1수신신호의 위상차가 상대적으로 작고, 투자율(μ)이 상대적으로 큰 매질의 경우 제1송신신호와 제1수신신호의 위상차가 상대적으로 큰 것으로 알려져 있다.Also, the phase difference, which is the first output signal, is known to be proportional to the permeability (μ). That is, in a medium having a relatively small permeability (μ), the phase difference between the first transmission signal and the first reception signal is relatively small, and in the case of a medium having a relatively high permeability (μ), the first transmission signal and the first reception signal It is known that the phase difference is relatively large.
따라서, 용접부(w)와 가장 인접한 제1주행경로(DL1) 상의 제1위치(P1)에서는 용접부(w)의 영향을 가장 많이 받아 제1산출신호가 가장 낮은 값을 갖게 되고, 용접부(w)에서 멀어지면서 제1산출신호가 높아지고, 제1위치(P1)로부터 180도 이격 배치된 제2위치(P2)에서 제1산출신호가 가장 높은 값을 가질 수 있다.Therefore, at the first position P1 on the first driving path DL1 closest to the welding portion w, the first output signal has the lowest value due to the most influence of the welding portion w, and the welding portion w As it moves away from the first output signal increases, the first output signal may have the highest value at the second position P2, which is disposed 180 degrees apart from the first position P1.
도 5는 주행경로 설정단계를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the driving route setting step.
도 5를 추가 참조하면, 주행경로 설정단계(S130)는 실질적으로 용접부(w)의 용접상태를 검사하기 위한 센서(100)의 주행경로를 설정하는 단계로서, 제1위치(P1)와 피검사물(10)의 중심(C)을 지나는 선형의 제2주행경로(DL2)를 설정하는 단계이다.Referring to FIG. 5 further, the driving route setting step (S130) is a step of setting the driving route of the
이렇게 설정된 제2주행경로(DL2) 상에는 용접부(w)의 중심이 배치될 수 있으며, 이렇게 제2주행경로(DL2)가 설정되면 제2주행경로(DL2)를 따라 센서(100)를 이동시키게 된다.The center of the welding portion w may be disposed on the second driving path DL2 set as described above, and when the second driving path DL2 is set, the
한편, 제2주행경로(DL2)는 제1위치(P1) 및 제1위치(P1)로부터 180도 이격 배치된 제2위치(P2)를 양단부로 설정될 수 있다. 즉, 센서(100)는 제1위치(P1)에서 출발하여 제2위치(P2) 방향으로 이동한 후 제2위치(P2)에서 이동이 종료될 수 있고, 반대로 제2위치(P2)에서 출발하여 제1위치(P1) 방향으로 이동한 후 제1위치(P1)에서 이동이 종료될 수 있다. 이로서, 센서(100)의 이동이 최소화되어 검사시간이 단축될 수 있다.Meanwhile, the second driving path DL2 may be set at both ends of the first position P1 and the second position P2 disposed 180 degrees apart from the first position P1. That is, the
도 6은 제2측정단계를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the second measurement step.
도 6을 추가 참조하면, 제2측정단계(S140)는 피검사물(10)의 검사면(10a)을 향하여 제2송신신호를 송신하고, 송신되는 제2송신신호에 반응하여 피검사물(10)로부터 방출되는 제2수신신호를 측정하는 단계이다.6, the second measurement step (S140) transmits a second transmission signal toward the
즉, 제2주행경로(DL2)를 따라 센서(100)를 이동시키면서, 검사면(10a)을 향해 제2송신신호를 연속적으로 송신할 수 있고, 제2수신신호를 연속적으로 수신할 수 있다.That is, while moving the
제2송신신호 및 제2수신신호는 각각 사인파형의 전류신호일 수 있다.Each of the second transmission signal and the second reception signal may be a sinusoidal current signal.
그리고, 제2측정단계(S140)에서는 일정한 제2송신신호와, 변화되는 제2수신신호를 측정하고, 제2송신신호 및 제2수신신호를 바탕으로 제2산출신호를 생성할 수 있다. 이때, 제2산출신호는 제2송신신호 및 제2수신신호의 위상차일 수 있다.In addition, in the second measurement step (S140 ), a constant second transmission signal and a changed second reception signal may be measured, and a second output signal may be generated based on the second transmission signal and the second reception signal. At this time, the second output signal may be a phase difference between the second transmission signal and the second reception signal.
구체적으로, 제2주행경로(DL2) 상에서 센서(100)를 제1위치(P1)에서 검사면(10a)의 중심(C) 방향으로 이동시키며 제2송신신호를 송신하는 동시에 제2수신신호를 수신한다. 이동 중 센서(100)가 용접부(w)의 중심영역을 지나면서 제2산출신호(위상차)는 급속히 낮아져 최저값을 가질 수 있다.Specifically, on the second driving path DL2, the
여기서, 용접부(w)를 지나면서 제2산출신호(위상차)가 최저값을 가지는 것으로 설명하였지만, 와전류 센서를 통한 제2송신신호 및 제2수신신호의 위상차는 용접부(w)를 포함한 피검사물(10)의 형상, 재질, 투자율, 전도율 등의 다양한 인자에 따라 변화될 수 있으며, 이러한 다양한 인자가 변화됨에 따라 용접부(w)의 중심에서 제2산출신호(위상차)는 최고값을 가질 수도 있다.Here, the second output signal (phase difference) has been described as having the lowest value while passing through the welding part w, but the phase difference between the second transmission signal and the second reception signal through the eddy current sensor is the inspected
한편, 제2주행경로(DL2) 상의 제2산출신호 역시 투자율(μ)에 의해 결정될 수 있는데, 제2산출신호와 마찬가지로 제2주행경로(DL2) 상의 투자율(μ)은 용접부가 없는 제2주행경로(DL2)에서는 거의 동일한 크기의 최고값을 유지하다가 용접부(w) 영역에서 급격히 작아지고, 특히, 용접부(w)의 중심부에서 가장 작은 값을 가질 수 있다.Meanwhile, the second output signal on the second driving path DL2 may also be determined by the permeability (μ). Like the second output signal, the permeability (μ) on the second driving path DL2 is the second driving without a welding part. In the path DL2, while maintaining the highest value of almost the same size, it is rapidly reduced in the area of the welding portion w, and in particular, may have the smallest value in the center of the welding portion w.
도 7은 용접상태 판단단계를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining the welding state determination step.
도 7을 추가 참조하면, 용접상태 판단단계(S150)는 제2송신신호 및 제2수신신호로부터 산출된 제2산출신호와, 미리 설정된 기준 판단값(SJ)을 비교하여, 제2주행경로(DL2) 상에 배치된 용접부(w)의 용접상태를 판단하는 단계이다.Referring to FIG. 7, the welding state determination step (S150) compares the second calculation signal calculated from the second transmission signal and the second reception signal with a preset reference determination value (SJ), and then the second driving path ( This is a step of determining the welding state of the welding portion w disposed on the DL2).
이때, 제2송신신호 및 제2수신신호로부터 산출된 제2산출신호의 최저값 또는 최고값과, 미리 설정된 기준 판단값(SJ)을 비교하여, 제2주행경로(DL2) 상에 배치된 용접부(w)의 용접상태를 판단할 수 있으며, 기준 판단값(SJ)은 제2산출신호의 최저값 또는 최고값이 유지되는 미리 설정된 허용 오차범위를 가질 수 있다.At this time, the welding unit disposed on the second driving path DL2 by comparing the minimum or maximum value of the second output signal calculated from the second transmission signal and the second reception signal with a preset reference determination value SJ, The welding state of w) may be determined, and the reference determination value SJ may have a preset tolerance range in which the lowest or highest value of the second output signal is maintained.
따라서, 산출된 제2산출신호의 최저값 또는 최고값이 기준 판단값(SJ)의 허용 오차범위 내에 유지되는 경우에만 해당 용접부(w)가 정상 용접상태인 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 기준 판단값(SJ)의 허용 오차범위는 피검사물(10) 및 용접부(w)의 종류에 따라 적절히 조절되어 설정될 수 있다.Therefore, it can be determined that the corresponding welding part w is in a normal welding state only when the calculated minimum or maximum value of the second output signal is maintained within the tolerance range of the reference determination value SJ. Here, the allowable error range of the reference judgment value SJ may be appropriately adjusted and set according to the type of the inspected
예를 들어, 도 7 (a)는 무용접상태 즉, 용접이 수행되지 않은 피검사물에 대해 제2산출신호와 기준 판단값(SJ)를 비교한 것으로, 기준 판단값(SJ)과 불일치되는 제2산출신호(위상차)는 용접부가 없는 제2주행경로 상에서 큰 변화 없이 유지되는 것을 확인할 수 있다.For example, FIG. 7(a) shows a comparison between the second output signal and the reference judgment value SJ for a test object in which the welding is not performed, that is, welding is not performed, and the reference judgment value SJ is inconsistent. 2 It can be confirmed that the output signal (phase difference) is maintained without a large change on the second driving path without a welding part.
도 7 (b)는 제2주행경로 상의 용접부(w) 영역에서 제2산출신호(위상차)가 급격히 떨어지지만, 제2산출신호(위상차)의 최저값이 기준 판단값(SJ)보다 높은 상태를 유지하는 것을 확인할 수 있으며, 이 경우 약(弱) 용접상태로 판단될 수 있다. 이처럼 약 용접상태에서는 용접 강도가 떨어질 수 있고, 도 1에 나타낸 피검사물(10)의 경우 용접 강도가 떨어지면 케이스(11)로부터 음극탭(18)이 분리되는 문제가 발생할 수 있다.7(b), the second output signal (phase difference) sharply falls in the area of the welding portion w on the second driving path, but the minimum value of the second output signal (phase difference) remains higher than the reference judgment value SJ. In this case, it may be determined as a weak welding state. In this weak welding state, the welding strength may drop, and in the case of the inspected
도 7 (c)는 제2주행경로 상의 용접부(w) 영역에서 제2산출신호(위상차)가 급격히 떨어지지만, 제2산출신호(위상차)의 최저값이 기준 판단값(SJ) 내에 유지되는 것을 확인할 수 있으며, 이 경우 용접부(w)는 적정의 용접 강도를 가지는 정상 용접상태로 판단될 수 있다.7(c), it is confirmed that the second output signal (phase difference) rapidly decreases in the area of the welding portion w on the second driving path, but the minimum value of the second output signal (phase difference) is maintained within the reference determination value SJ. In this case, the welding portion w may be determined as a normal welding state having an appropriate welding strength.
도 7 (d)는 제2주행경로 상의 용접부(w) 영역에서 제2산출신호(위상차)가 급격히 떨어지지만, 제2산출신호(위상차)의 최저값이 기준 판단값(SJ)보다 낮은 상태를 유지하는 것을 확인할 수 있으며, 이 경우 과(過) 용접상태로 판단될 수 있다. 이처럼 과 용접상태에서는 불필요하게 피검사물이 과열되거나, 용접부 내부에 기공이나 균열이 발생되거나, 스패터(Spatter)가 발생될 수 있고, 도 1에 나타낸 피검사물(10)의 경우 스패터가 발생되면 양극(15)과 음극(16) 사이를 전기적으로 연결하여 쇼트가 발생할 수 있다.7(d), the second output signal (phase difference) rapidly decreases in the area of the welding portion w on the second driving path, but the minimum value of the second output signal (phase difference) is maintained lower than the reference judgment value SJ. It can be confirmed that, in this case, it can be judged as an over-welded state. Thus, in the over-welded state, if the inspected object is unnecessarily overheated, pores or cracks may be generated in the welded portion, or spatter may occur, and in the case of the inspected
따라서, 도 7 (c)에서와 같이, 제2주행경로 상의 제2산출신호의 최저값이 기준 판단값(SJ)의 허용 오차범위 내에 유지되는 경우에만 용접부(w)가 정상 용접상태인 것으로 판단할 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 7(c), it is determined that the welding part w is in a normal welding state only when the lowest value of the second output signal on the second driving path is maintained within the tolerance range of the reference determination value SJ. Can.
본 실시예에서는 용접부(w) 영역에서 제2산출신호(위상차)가 최저값을 가지는 것으로 설명하였지만, 와전류 센서를 통한 제2송신신호 및 제2수신신호의 위상차는 용접부(w)를 포함한 피검사물(10)의 형상, 재질, 투자율, 전도율 등 다양한 인자에 따라 변화될 수 있으며, 이러한 다양한 인자가 변화됨에 따라 용접부(w) 영역에서 제2산출신호(위상차)는 최고값을 가질 수도 있다.In this embodiment, the second output signal (phase difference) in the area of the welding portion w has been described as having the lowest value, but the phase difference between the second transmission signal and the second reception signal through the eddy current sensor is an inspected object including the welding portion w ( The shape, material, permeability, and conductivity of 10) may be changed according to various factors, and as the various factors are changed, the second output signal (phase difference) in the welding portion w may have the highest value.
한편, 본 발명의 실시예와 달리, 만약 용접부(w)가 존재할 것으로 추정되는 검사면(10a)의 중심(C)을 지나는 선형의 주행경로를 따라 센싱하게 되면, 실제 용접부(w)가 검사면(10a)의 중심(C)에 정확히 배치되지 않고 벗어난 상태를 유지할 경우, 비록 정상상태로 용접이 이루어졌다 하더라도 센서로부터 수신되는 산출신호의 정확도가 떨어지게 되고, 이에 따라 용접부(w)의 용접상태를 정확하게 검사할 수 없게 된다. 그리고, 정확한 검사를 위해서는 센서의 주행경로를 여러 위치로 바꾸어가며 재검사를 반복해야 하는 등 많은 시간이 소요될 수 있다.On the other hand, unlike the embodiment of the present invention, if sensing along the linear driving path passing through the center C of the
이와 달리, 본 발명에 따른 비파괴 검사방법은, 원형의 제1주행경로(DL1)를 따라 센서(100)를 주행하며 제1주행경로(DL1)를 따라 변화되는 제1산출신호로부터 제1주행경로(DL1) 상에 제1위치(P1)를 설정하고, 설정된 제1위치(P1)와 검사면(10a)의 중심(C)을 지나는 선형의 제2주행경로(DL2)를 따라 센서를 주행하며 용접부(w)의 용접상태를 검사함으로써, 외부에서 시인할 수 없는 용접부(w)를 신속하고 정확하게 찾아 검사시간을 크게 단축할 수 있으며, 용접부에 대한 검사 정밀도를 크게 높일 수 있다.On the other hand, in the non-destructive inspection method according to the present invention, the
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings as described above, those skilled in the art may vary the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It can be modified or changed.
10: 피검사물
100: 센서
DL1: 제1주행경로
DL2: 제2주행경로10: inspected object
100: sensor
DL1: Route 1
DL2: 2nd driving route
Claims (6)
피검사물의 타면의 중심에 대하여 일정 반경을 가지는 원형의 제1주행경로를 따라 센서를 이동시키면서, 상기 센서로 수신되는 제1수신신호를 측정하는 제1측정단계;
상기 제1수신신호를 이용하여 산출된 제1산출신호 중 최저값 또는 최고값을 나타내는 상기 제1주행경로 상의 위치를 제1위치로 설정하는 제1위치 설정단계;
상기 제1위치와 상기 피검사물의 중심을 지나는 선형의 제2주행경로를 설정하는 주행경로 설정단계;
상기 제2주행경로를 따라 상기 센서를 이동시키면서, 상기 센서로 수신되는 제2수신신호를 측정하는 제2측정단계; 및
상기 제2수신신호를 이용하여 산출된 제2산출신호와, 미리 설정된 기준 판단값을 비교하여, 상기 용접부의 용접상태를 판단하는 용접상태 판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 비파괴 검사방법.As a method of inspecting whether or not the weld is normally welded to an object to be inspected, wherein the weld is formed on one surface,
A first measuring step of measuring a first received signal received by the sensor while moving the sensor along a circular first driving path having a predetermined radius with respect to the center of the other surface of the inspected object;
A first position setting step of setting a position on the first driving path indicating a lowest value or a highest value among the first calculated signals calculated using the first received signal as a first position;
A driving route setting step of setting a linear second driving route passing through the first position and the center of the inspected object;
A second measurement step of measuring a second received signal received by the sensor while moving the sensor along the second driving path; And
And a welding state determination step of comparing the second calculation signal calculated using the second reception signal with a preset reference determination value and determining a welding state of the welding part.
상기 센서는 와전류 센서인 것을 특징으로 하는 용접부 비파괴 검사방법.According to claim 1,
The sensor is a non-destructive inspection method of a weld, characterized in that the eddy current sensor.
상기 제1측정단계에서, 상기 제1산출신호는 상기 센서로부터 송신되는 제1송신신호와 상기 제1수신신호의 위상차이며,
상기 제1위치 설정단계는, 상기 제1주행경로 상에서 상기 제1산출신호가 최저값을 가지는 위치를 상기 제1위치로 설정하는 것을 특징으로 하는 용접부 비파괴 검사방법.According to claim 2,
In the first measurement step, the first output signal is a phase difference between the first transmission signal and the first reception signal transmitted from the sensor,
In the first position setting step, a non-destructive inspection method for a welded part, characterized in that a position in which the first output signal has the lowest value on the first driving route is set to the first position.
상기 제1송신신호는 5Khz 내지 30Khz 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 용접부 비파괴 검사방법.According to claim 3,
The first transmission signal is 5Khz to 30Khz frequency non-destructive inspection method of the welding portion, characterized in that.
상기 제1주행경로의 반경은 0.5mm 내지 5mm인 것을 특징으로 하는 용접부 비파괴 검사방법.According to claim 2,
Non-destructive inspection method of the weld, characterized in that the radius of the first driving path is 0.5mm to 5mm.
상기 제2측정단계에서, 상기 제2산출신호는 상기 센서로부터 송신되는 제2송신신호와 상기 제2수신신호의 위상차이며,
상기 용접상태 판단단계는, 상기 제2주행경로 상에서 상기 제2산출신호의 최저값 또는 최고값과, 상기 기준 판단값을 비교하는 것을 특징으로 하는 용접부 비파괴 검사방법.According to claim 2,
In the second measurement step, the second output signal is a phase difference between the second transmission signal and the second reception signal transmitted from the sensor,
In the welding state determination step, a method for non-destructive testing of a welded part, characterized in that the reference value is compared with a minimum value or a maximum value of the second output signal on the second driving path.
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