KR20150067693A - 용접 검사 방법 - Google Patents

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신창열
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Abstract

용접 검사 방법에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 용접 검사 방법은: 제1 용접소재와 제2 용접소재의 용접부에 광을 조사하여 용접부의 성분을 측정하는 단계; 및 측정된 용접부의 성분에 관한 데이터와 기준 성분 데이터를 비교하여 용접부의 용접 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

용접 검사 방법{WELDING INSPECTION METHOD}
본 발명은 용접 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접부의 용접 상태를 용이하게 검사할 수 있는 용접 검사 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 차체 패널이나 브라켓 등에는 다양한 종류의 체결부재가 사용된다. 차체 패널이나 브라켓에는 체결부재가 용접된다. 용접부의 용접 상태는 검사 장치에 의해 비파괴 검사된다. 이때, 용접부의 기공이나 균열 등을 측정하여 용접부의 용접 불량 여부를 검사한다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2002-0025565호(2002. 04. 04 공개, 발명의 명칭: 초음파 탐상 검사방법)에 개시되어 있다.
종래에는 용접부의 기공이나 균열 등을 측정하여 용접부의 용접 상태를 검사하므로, 용접소재가 정상적으로 용융되어 용접되었는지를 검사하기 곤란하다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 용접부의 용접 상태를 정확하게 측정할 수 있는 용접 검사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 용접 상태를 검사할 때에 외부 환경에 의해 영향을 받는 것을 최소화할 수 있는 용접 검사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 용접 검사 방법은: 제1 용접소재와 제2 용접소재의 용접부에 광을 조사하여 상기 용접부의 성분을 측정하는 단계; 및 측정된 상기 용접부의 성분에 관한 데이터와 기준 성분 데이터를 비교하여 상기 용접부의 용접 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 용접부에 광을 조사하는 단계에서는 X 레이를 조사할 수 있다.
외부 밝기를 감지하여 외부 밝기에 관한 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 용접부의 용접 상태를 판단하는 단계는, 외부 밝기에 관한 데이터를 상기 용접부의 성분 데이터에서 차감하여 보정 데이터를 생성하는 단계; 및 보정 데이터와 기준 성분 데이터를 비교하여 상기 용접부의 용접 상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 용접소재는 용접패널이고, 상기 제2 용접소재는 체결부재일 수 있다.
본 발명에 따르면, 용접부의 성분을 측정하여 용접부의 용접 상태를 검사하므로, 용접부의 용접 상태를 보다 정확하게 검사할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 외부 밝기에 관한 데이터를 이용하여 용접부의 성분 데이터를 보정하므로, 용접 상태 검사가 외부 환경에 의해 영향받는 것을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 용접소재와 제2 용접소재의 용접 상태를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 비파괴 검사 장치를 도시한 블록도이다.
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 용접 검사 방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 비파괴 검사 장치를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 용접 검사 방법을 도시한 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 용접 검사 방법의 실시예들을 설명한다. 용접 검사 방법를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 용접 검사 방법에 관해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 용접소재와 제2 용접소재의 용접 상태를 도시한 정면도이다.
도 1을 참조하면, 제1 용접소재(1)와 제2 용접소재(2)가 접촉된 후 용접된다. 제1 용접소재(1)와 제2 용접소재(2)가 용융됨에 따라 용접부(3)가 형성된다. 용접부(3)는 제1 용접소재(1)와 제2 용접소재(2) 사이에 배치된다. 용접부(3)는 용접 검사 장치에 의해 용접 상태가 검사된다.
본 실시예에서는 제1 용접소재(1)가 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S) 성분을 포함하고, 제2 용접소재(2)가 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 니켈(Ni), 붕소(B), 티탄(Ti) 성분을 포함할 수 있다. 제1 용접소재(1)와 제2 용접소재(2)는 다양하게 성분을 포함할 수 있다. 또한 제1 용접소재(1)는 용접패널이고, 제2 용접소재(2)는 체결부재일 수 있다. 또한, 제1 용접소재(1)와 제2 용접소재(2)는 모두 용접패널일 수도 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 용접 검사 장치를 도시한 블록도이고, 도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 용접 검사 방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 용접 검사 장치는 광조사부(11), 검출부(12), 신호 처리부(13), 연산부(16), 출력부(17) 및 디스플레이부(18)를 포함한다.
광조사부(11)는 제1 용접소재(1)와 제2 용접소재(2)의 용접부(3)에 광을 조사한다(S11). 광조사부(11)는 용접부(3)에 X레이를 조사하는 엑스레이장치일 수 있다. 광조사부(11)는 제1 용접소재(1)와 제2 용접소재(2)의 성분을 검출할 수 있는 한 다양한 형태가 적용될 수 있다.
용접부(3)에 X레이가 조사되면 X레이와 용접부(3)의 성분들 간에 상호작용함에 따라 형광 X레이라고 불리우는 2차 X레이가 발생된다. 2차 X레이는 원소의 내부 전자 중 1차 X레이에 의해 K껍질의 전자가 방출되고 나면, L껍질의 전자가 오비탈로 전이되는 과정에서 원소마다 고유 주파수(natural frequency)를 방출한다.
검출부(12)는 용접부(3)에서 방사되는 광에 의해 용접부(3)의 성분을 검출한다(S12). 예를 들면, 용접부(3)에서는 용접부(3)의 성분에 각각 대응되는 고유 주파수가 방사된다. 검출부(12)는 복수의 성분에 대응되는 고유 주파수를 한꺼번에 검출할 수 있다.
신호 처리부(13)는 검출부(12)에서 검출된 용접부(3)의 성분에 대응되는 고유 주파수를 신호 처리하여 성분 분석 스펙트럼을 생성한다.
연산부(16)는 제1 용접소재(1)와 제2 용접소재(2)의 성분에 관한 기준 성분 데이터와, 신호 처리부(13)에서 생성된 용접부(3)의 성분 데이터를 비교한다(S13).
연산부(16)는 제1 용접소재(1)와 제2 용접소재(2)에 공통적으로 포함되지 않는 성분에 관한 고유 주파수를 추출할 수 있다. 제1 용접소재(1)와 제2 용접소재(2)가 용융됨에 따라 용접부(3)의 용접 상태가 양호한지를 판단할 수 있다(S14).
예를 들면, 제1 용접소재(1)가 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S) 성분을 포함하고, 제2 용접소재(2)가 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 니켈(Ni), 붕소(B), 티탄(Ti) 성분을 포함할 수 있다. 용접부(3)의 성분 데이터에 니켈(Ni), 붕소(B), 티탄(Ti) 성분에 관한 고유 주파수가 추출되면, 용접부(3)가 정상적으로 용접된 것으로 판단할 수 있다. 그런데, 용접부(3)의 성분 데이터에 니켈(Ni), 붕소(B), 티탄(Ti) 성분에 관한 고유 주파수가 추출되지 않으면, 용접부(3)가 비정상적으로 용접된 것으로 판단할 수 있다.
출력부(17)는 용접부(3)의 용접 상태에 관한 신호를 디스플레이부(18)에 출력한다(S15). 용접 상태에 관한 신호는 용접부(3)의 성분 분석 스펙트럼일 수 있다. 디스플레이부(18)에서 성분 분석 스펙트럼을 보고 용접 상태를 판단할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 용접 검사 방법에 관해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 용접 검사 장치를 도시한 블록도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 용접 검사 방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 용접 검사 장치는 광조사부(11), 검출부(12), 신호 처리부(13), 빛 감지부(14) 연산부(16), 출력부(17) 및 디스플레이부(18)를 포함한다.
빛 감지부(14)는 외부의 빛을 감지한다(S21). 예를 들면, 빛 감지부(14)는 주간, 야간, 흐린 날, 맑은 날 등과 같은 외부 밝기에 관한 데이터를 생성한다(S22). 이때, 빛 감지부(14)는 빛의 세기에 관한 스펙트럼을 생성한다.
광조사부(11)는 제1 용접소재(1)와 제2 용접소재(2)의 용접부(3)에 광을 조사한다(S23). 광조사부(11)는 용접부(3)에 X레이를 조사하는 엑스레이장치일 수 있다. 광조사부(11)는 제1 용접소재(1)와 제2 용접소재(2)의 성분을 검출할 수 있는 한 다양한 형태가 적용될 수 있다.
검출부(12)는 용접부(3)에서 방사되는 광에 의해 용접부(3)의 성분을 검출한다(S24). 예를 들면, 용접부(3)에서는 용접부(3)의 성분에 각각 대응되는 고유 주파수가 방사될 수 있다. 검출부(12)는 복수의 성분에 대응되는 고유 주파수를 한꺼번에 검출할 수 있다.
신호 처리부(13)는 검출부(12)에서 검출된 용접부(3)의 성분에 대응되는 고유 주파수를 신호 처리하여 성분 분석 스펙트럼을 생성한다.
제1 용접소재(1)와 제2 용접소재(2)의 성분에 관한 기준 성분 데이터와, 신호 처리부(13)에서 생성된 용접부(3)의 보정 데이터를 비교한다(S26).
연산부(16)는 외부 밝기에 관한 데이터를 용접부(3)의 성분 데이터에서 차감하여 보정 데이터를 생성한다(S25). 여기서 차감의 기술적 의미는 보정 데이터를 생성하기 위해 외부 밝기에 관한 데이터와 용접부(3)의 성분 데이터를 보정하는 것을 의미한다. 측정된 성분 데이터가 외부 밝기 데이터에 의해 보정되므로, 용접부(3)의 성분 데이터가 외부 밝기에 의해 왜곡되거나 오차가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 다시 말해, 외부의 조도가 용접부(3)의 성분 데이터에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 용접부(3)의 성분 데이터가 주간, 야간, 흐린 날, 맑은 날 등에 상관없이 안정되게 검출될 수 있다. 또한, 용접부(3)를 검사하기 위해 암실을 형성하지 않아도 된다.
연산부(16)는 제1 용접소재(1)와 제2 용접소재(2)에 공통적으로 포함되지 않는 성분에 관한 고유 주파수를 추출할 수 있다. 제1 용접소재(1)와 제2 용접소재(2)가 용융됨에 따라 용접부(3)의 용접 상태가 양호한지를 판단할 수 있다(S27).
예를 들면, 제1 용접소재(1)가 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S) 성분을 포함하고, 제2 용접소재(2)가 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 니켈(Ni), 붕소(B), 티탄(Ti) 성분을 포함할 수 있다. 용접부(3)의 보정 데이터에 니켈(Ni), 붕소(B), 티탄(Ti) 성분에 관한 고유 주파수가 추출되면, 용접부(3)가 정상적으로 용접된 것으로 판단할 수 있다. 그런데, 용접부(3)의 보정 데이터에 니켈(Ni), 붕소(B), 티탄(Ti) 성분에 관한 고유 주파수가 추출되지 않으면, 용접부(3)가 비정상적으로 용접된 것으로 판단할 수 있다.
출력부(17)는 용접부(3)의 용접 상태에 관한 신호를 디스플레이부(18)에 출력한다(S28). 용접 상태에 관한 신호는 용접부(3)의 성분 분석 스펙트럼일 수 있다. 디스플레이부(18)에서 성분 분석 스펙트럼을 보고 용접 상태를 판단할 수 있다.
상기와 같이, 용접부(3)의 용접 성분을 검출하여 용접부(3)의 용접 상태를 검사하므로, 용접부(3)의 용접 상태를 보다 정확하게 검사할 수 있다.
용접부(3)의 생성 데이터가 외부 밝기에 관한 데이터에 의해 보정되므로, 용접 상태 검사가 외부 환경에 의해 영향을 받는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 용접부(3)의 용접 상태를 보다 정확하게 검사할 수 있다. 또한, 용접부(3)를 검사하기 위해 암실을 형성하지 않아도 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
11: 광조사부 12: 검출부
13: 신호 처리부 14: 빛 감지부
16: 연산부 17: 출력부
18: 디스플레이부

Claims (4)

  1. 제1 용접소재와 제2 용접소재의 용접부에 광을 조사하여 상기 용접부의 성분을 측정하는 단계; 및
    측정된 상기 용접부의 성분에 관한 데이터와 기준 성분 데이터를 비교하여 상기 용접부의 용접 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 검사 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접부에 광을 조사하는 단계에서는 X 레이를 조사하는 것을 특징으로 하는 용접 검사 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    외부 밝기를 감지하여 외부 밝기에 관한 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 용접부의 용접 상태를 판단하는 단계는,
    외부 밝기에 관한 데이터를 상기 용접부의 성분 데이터에서 차감하여 보정 데이터를 생성하는 단계; 및
    보정 데이터와 기준 성분 데이터를 비교하여 상기 용접부의 용접 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 검사 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 용접소재는 용접패널이고,
    상기 제2 용접소재는 체결부재인 것을 특징으로 하는 용접 검사 방법.
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