KR20190124252A

KR20190124252A - 띠 형상 판체의 용접 판정 장치 및 용접 판정 방법

Info

Publication number: KR20190124252A
Application number: KR1020197028010A
Authority: KR
Inventors: 유이치로 오키; 모토아키 사쿠모토; 타카후미 나카야; 료스케 미츠오카; 타츠키 미츠즈미
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤; 프리메탈스 테크놀로지스 재팬 가부시키가이샤
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2018-03-27
Publication date: 2019-11-04
Also published as: EP3603868A4; JPWO2018181397A1; WO2018181397A1; CN110461526A; EP3603868A1; US20200376587A1; JP6483932B2

Abstract

무효 전류에 기인한 접합 불량의 발생을 판정하는 것. 심 용접에 의해 접합되는 띠 형상 판체(예를 들면, 강대(2))의 접합부의 온도를 측정하는 측정부(11)와, 측정부(11)의 측정 결과에 기초하여, 접합부에 있어서의 평균 온도 T_ave 및, 접합부에 있어서의 온도의 최댓값과 최솟값의 차인 온도차 ΔT를 산출하고, 평균 온도 T_ave가 제1 문턱값 이하이고, 또한 온도차 ΔT가 제2 문턱값 이상인 경우에, 접합부에서 무효 전류에 의한 접합 불량이 발생한 것을 판정하는 판정부(13)를 구비한다.

Description

띠 형상 판체의 용접 판정 장치 및 용접 판정 방법

본 개시는, 심 용접(seam welding)에 의해 접합되는 띠 형상 판체의 접합부에 있어서의, 띠 형상 판체의 용접 판정 장치 및 용접 판정 방법에 관한 것이다.

강대 등의 띠 형상 판체를 제조·처리하는 생산 라인에서는, 강괴 등을 열간 또는 냉간 압연함으로써, 띠 형상 판체가 제조된다. 이와 같은 생산 라인에서는, 띠 형상 판체에 대하여 산 세정 등의 전(前)처리나 방청유의 도포 등을 실시할 때에, 개개의 띠 형상 판체에 각 처리를 실시하여서는, 생산 효율이 나빠, 실용적이지 않다. 이 때문에, 개개의 띠 형상 판체의 길이 방향의 단부를 서로 용접하여 연접함으로써, 이들 처리를 연속적으로 행하는 방법이 이용되고 있다.

띠 형상 판체의 용접 방법으로서는, 일반적으로, 겹침 저항 용접의 일종인 심 용접이 이용된다. 심 용접에서는, 띠 형상 판체의 단부끼리를 서로 겹친 접합부를, 한 쌍의 전극륜(electrode rolls)을 회전시키면서 통전함으로써, 띠 형상 판체를 연속적으로 용접한다. 이와 같은 심 용접에서는, 접합부에서 접합 불량이 발생할 가능성이 있고, 접합 불량에 의해 생산 라인 내에서 접합부가 파단하여, 생산 라인이 정지하는 경우가 있었다. 띠 형상 판체의 파단에 의해 생산 라인이 정지해 버리면, 생산 라인의 가동률이 저하하는 것에 더하여, 생산 라인의 복구에 많은 시간이 걸림과 함께 수리에 수반되는 수선 비용이 증가한다는 영향이 있다.

이에 대하여, 예를 들면, 특허문헌 1에는, 띠 형상 판체인 강대의 용접 판정 방법으로서, 용접 직후의 용접부의 온도를 측정하고, 측정한 온도와 강대의 겹침 두께에 따른 문턱값으로부터, 접합 불량을 판정하는 방법이 개시되어 있다.

일본공개특허공보 소63-203285호

그런데, 전극륜으로 접합부를 압하하면서 용접하는 심 용접에서는, 가동 시간이나 압하량 등의 사용 조건에 따라서는, 전극륜의 표면에 편마모가 발생하는 경우가 있다. 전극륜의 표면에 편마모가 있는 경우, 강대의 접합부 이외의 개소가 경로가 되어 흐르는 무효 전류가 발생한다. 통상, 심 용접에서는, 일정한 전류값으로 용접이 행해지기 때문에, 무효 전류가 발생하면, 접합부에 흐르는 전류가 적어지기 때문에, 접합부가 충분히 접합되지 않고 접합 불량이 되는 경우가 있다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 방법의 경우, 이러한 접합 불량의 발생을 판정할 수 없었다.

그래서, 본 발명은, 상기의 과제에 주목하여 이루어진 것으로, 심 용접에 있어서 무효 전류에 기인한 접합 불량의 발생을 판정할 수 있는 띠 형상 판체의 용접 판정 장치 및 용접 판정 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 심 용접에 의해 접합되는 띠 형상 판체의 접합부의 온도를 측정하는 측정부와, 상기 측정부의 측정 결과에 기초하여, 상기 접합부에 있어서의 평균 온도 및, 상기 접합부에 있어서의 온도의 최댓값과 최솟값의 차인 온도차를 산출하고, 상기 평균 온도가 제1 문턱값 이하이고, 또한 상기 온도차가 제2 문턱값 이상인 경우에, 상기 접합부에서 무효 전류에 의한 접합 불량이 발생한 것을 판정하는 판정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 띠 형상 판체의 용접 판정 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 심 용접에 의해 접합되는 띠 형상 판체의 접합부의 온도를 측정하는 측정 스텝과, 상기 측정 스텝에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 접합부에 있어서의 평균 온도 및, 상기 접합부에 있어서의 온도의 최댓값과 최솟값의 차인 온도차를 산출하는 산출 스텝과, 상기 평균 온도가 제1 문턱값 이하이고, 또한 상기 온도차가 제2 문턱값 이상인 경우에, 상기 접합부에서 무효 전류에 의한 접합 불량이 발생한 것을 판정하는 판정 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 띠 형상 판체의 용접 판정 방법이 제공된다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 심 용접에 있어서 무효 전류에 기인한 접합 불량의 발생을 판정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 띠 형상 판체의 용접 판정 장치를 나타내는 설명도이다.
도 2는 심 용접에 의한 강대의 용접 방법을 나타내는 설명도이다.
도 3은 심 용접에 의한 강대의 용접 방법을 나타내는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 띠 형상 판체의 용접 판정 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 5는 무효 전류에 기인하여 접합 불량이 발생했을 때의, 접합부의 온도의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 무효 전류의 발생 메커니즘을 나타내는 설명도이다.
도 7은 무효 전류의 발생 메커니즘을 나타내는 설명도이다.
도 8은 무효 전류의 발생 메커니즘을 나타내는 설명도이다.
도 9는 날림(explulsion)에 기인하여 접합 불량이 발생했을 때의, 접합부의 온도의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하의 상세한 설명에서는, 본 발명의 실시 형태의 완전한 이해를 제공하도록 대부분의 특정 상세부에 대해서 기재된다. 그러나, 이러한 특정의 상세부가 없어도 1개 이상의 실시형태를 실시할 수 있는 것은 명백할 것이다. 그 외에도, 도면을 간결하게 하기 위해, 주지의 구조 및 장치가 개략도로 나타나 있다.

＜장치 구성＞

우선, 도 1∼도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 용접 판정 장치(1)의 구성에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에 있어서의 용접 판정 장치(1)는, 띠 형상 판체인 강대(2)의 접합부에 있어서의 접합 불량을 판정하는 장치이다. 본 실시 형태에서는, 강대(2)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 산 세정 라인 등의 생산 라인에 먼저 투입된 강대인 선행재(21)와, 선행재(21)의 후에 투입된 강대인 후행재(22)로 이루어진다. 이와 같은 생산 라인에서는, 선행재(21)의 미단(尾端)부와, 후행재(22)의 선단부가 심 용접기(3)에 의해 용접되고, 접합됨으로써, 선행재(21)와 후행재(22)가 연속된 1개의 강대(2)로 되어, 산 세정 등의 목적에 따른 처리가 실시된다.

심 용접기(3)는, 프레임체(31)와, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)과, 한 쌍의 스웨이징 롤(swaging rolls; 33a, 33b)과, 2개의 가압 실린더(34, 35)와, 복수의 차륜(36)을 구비한다.

프레임체(31)는, 도 1에 나타내는 정면에서 보아 모서리가 직각인 U자 형상을 갖고, U자 형상의 홈이 x축 방향(도 1의 지면(地面)에 대한 좌우 방향이며, 지면에 평행한 수평 방향)으로 평행하게 연재하여 배치된다.

한 쌍의 전극륜(32a, 32b)은, 롤 형상의 전극이며, 프레임체(31)의 U자 형상의 홈의 내측에, z축 방향(도 1의 지면에 대한 상하 방향이며, 지면에 수직인 연직 방향)에 대향하여 형성된다. 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)은, 도시하지 않는 구동 모터에 각각 접속되어, 구동 모터의 구동력을 받아, x-z 평면에 있어서 롤 형상의 둘레 방향으로 회전 가능하게 구성된다. 또한, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)은, 도시하지 않는 전원 장치에 접속된다. 전극륜(32a)은, 강대(2)의 위치를 z축의 0으로 했을 때의 z축 부방향측에 배치되어, 프레임체(31)에 고정된다. 전극륜(32b)은, z축 정방향측에 배치되고, 가압 실린더(34)를 통하여, 프레임체(31)에 고정된다. 또한, 전극륜(32b)은, 가압 실린더(34)에 의해, z축 방향으로 이동 가능하게 구성된다.

한 쌍의 스웨이징 롤(33a, 33b)은, 압하롤이며, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)의 x축 부방향측이 되는 프레임체(31)의 U자 형상의 홈의 내측에, z축 방향에 대향하여 형성된다. 한 쌍의 스웨이징 롤(33a, 33b)은, z축 정방향측에서 봐서, x축 및 y축(x축 방향 및 y축 방향에 수직인 방향)에 대하여 기울어지고, 서로 교차하도록 배치된다. 또한, 한 쌍의 스웨이징 롤(33a, 33b)은, 도시하지 않는 구동 모터에 각각 접속되어, 구동 모터의 구동력을 받아, 롤 형상의 둘레 방향으로 회전 가능하게 구성된다. 스웨이징 롤(33a)은, 강대(2)의 위치를 z축의 0로 했을 때의 z축 부방향측에 배치되어, 프레임체(31)에 고정된다. 스웨이징 롤(33b)은, 강대(2)의 위치를 z축의 0으로 했을 때의 z축 정방향측에 배치되고, 가압 실린더(35)를 통하여, 프레임체(31)에 고정된다. 또한, 스웨이징 롤(33b)은, 가압 실린더(35)에 의해, z축 방향으로 이동 가능하게 구성된다.

복수의 차륜(36)은, 프레임체(31)에 z축 부방향측의 저면에, 프레임체(31)가 x축 방향으로 이동 가능하도록, x축 방향 및 y축 방향으로 나열되어 형성된다.

또한, 심 용접기(3)는, 도시하지 않는 주행용 모터를 갖고, 이 주행용 모터의 구동력을 받아, 프레임체(31)가 x축 방향으로 이동 가능하게 구성된다.

상기 구성의 심 용접기(3)에 의한 심 용접에서는, 이하의 동작에 의해 강대(2)의 용접이 행해진다.

우선, 강대(2)의 폭방향의 위치를 조정하는 사이드 가이드(도시하지 않음)나 강대(2)를 보유 지지하는 클램프 장치(도시하지 않음) 등에 의해, 선행재(21)의 미단부 및 후행재(22)의 선단부의 위치가 접합 위치가 되도록 조정된다. 접합 위치란, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 선행재(21) 및 후행재(22)의 폭방향(x축 방향)의 중심 위치가 맞추어져, 선행재(21)의 미단과 후행재(22)의 선단이 소정의 겹침 부분(예를 들면, y축 방향으로 1.6㎜∼3.8㎜ 정도의 길이)으로 서로 겹쳐진 상태가 되는 위치이다.

그리고, 선행재(21)의 미단부와 후행재(22)의 선단부가 서로 겹쳐진 개소가 되는 강대(2)의 접합부가, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)에 의해, 압하 및 용접됨으로써, 선행재(21)와 후행재(22)가 접합된다. 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)에 의한 접합에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)의 사이에 강대(2)의 접합부가 끼워 지지된 상태에서, 강대(2)의 접합부를 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)으로 가압 및 통전함으로써, 강대(2)의 저항 발열에 의해 접합부를 가열하고, 눌러 찌부러트린다. 또한, 이 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)에 의한 접합을, 프레임체(31)를 폭방향으로 주행시키고, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)을 회전시키면서 행함으로써, 강대(2)의 x축 방향의 전체폭에 걸쳐, 접합부의 접합이 연속적으로 행해진다. 또한, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)에 의한 용접은, 강대(2)의 재질이나 판두께 등에 의해 미리 설정된 일정한 전류값으로 행해진다. 또한, 본 실시 형태에서는, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)에 의한 압하력 및 용접 전류의 전류값은, 일반적인 심 용접에 비하여, 어느것이나 높은 조건이 된다. 예를 들면, 강대(2)가, 2㎜의 판두께, 0.30mass％∼0.45mass％ 정도의 C 함유량이 되는 중탄소강인 경우, 일반적인 심 용접에서는, 20.6kN 정도의 압하력, 17.5kA 정도의 전류값으로 용접이 행해지는데 대하여, 본 실시 형태에서는, 30.0kN 정도의 압하력, 40.0kA 정도의 전류값으로 용접이 행해진다.

또한, 심 용접기(3)에 의한 심 용접에서는, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)에 의한 용접이 행해진 접합부는, 한 쌍의 스웨이징 롤(33a, 33b)에 의해 압하된다. 한 쌍의 스웨이징 롤(33a, 33b)에 의한 압하에서는, 용접 직후의 접합부가, 프레임체(31)의 주행에 의해 한 쌍의 스웨이징 롤(33a, 33b)의 위치까지 이동하고, 한 쌍의 스웨이징 롤(33a, 33b)에 의해 압하됨으로써, 가압 및 압접된다. 이 때, 한 쌍의 스웨이징 롤(33a, 33b)은, 서로 교차하여 배치되기 때문에, 압하 후의 접합부가 거의 평탄한 상태가 된다. 한 쌍의 스웨이징 롤(33a, 33b)에 의한 압하도, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)에 의한 압하와 마찬가지로, 강대(2)의 x축 방향의 전체폭에 걸쳐, 연속하여 행해진다.

심 용접기(3)에 의한 심 용접에서는, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)에 의해, 강대(2)의 접합부가 압하 및 용접됨으로써, 접합부가 접합하고, 또한 접합부의 단차가 압하 전에 비하여 작아진다. 그리고, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)에 의한 접합의 후, 한 쌍의 스웨이징 롤(33a, 33b)에 의해, 강대(2)의 접합부가 압하됨으로써, 접합부의 형상이 평탄화된다.

용접 판정 장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 측정부(11)와, 기억부(12)와, 판정부(13)를 구비한다.

측정부(11)는, 방사 온도계 등의 측온 장치이며, 용접 직후의 강대(2)의 접합부의 온도를 측정한다. 측정부(11)는, 심 용접기(3)의 프레임체에 고정되고, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)에 의한 용접 직후의 접합부의 표면 온도가 측정 가능한 위치에 배치된다. 본 실시 형태에서는, 측정부(11)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 전극륜(32a)과 스웨이징 롤(33a)의 사이가 되는, 프레임체(31)의 U자 형상의 홈의 내측에 형성된다. 측정부(11)는, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)에 의한 용접 직후의 접합부의 표면 온도를, 심 용접이 행해지고 있는 동안, 연속적으로 측정하고, 측정 결과를 측정 시간과 함께 기억부(12)에 출력한다.

기억부(12)는, 측정부(11)로부터 취득한 측정 결과를 측정 시간과 함께 측정 데이터로서 기억하고, 측정 데이터를 판정부(13)에 출력한다.

판정부(13)는, 기억부(12)로부터 취득한 측정 데이터에 기초하여, 강대(2)의 접합부에서 접합 불량이 발생했는지 아닌지를 판정한다. 판정부(13)에 의한, 용접 판정 방법에 대한 상세는, 후술한다.

기억부(12) 및 판정부(13)는, 입력 장치, 출력 장치, 중앙 처리 장치(CPU), 주기억 장치(내부 기억 장치), 보조 기억 장치(외부 기억 장치) 등으로 구성되는 컴퓨터이며, 주기억 장치가 기억부(12), 중앙 처리 장치가 판정부(13)로서 기능한다.

＜용접 판정 방법＞

다음으로, 도 4∼도 9를 참조하여 본 실시 형태에 따른 띠 형상 판체의 용접 판정 방법에 대해서 설명한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 우선, 측정부(11)는, 강대(2)의 접합부의 표면 온도를 측정한다(S100). 스텝 S100에 있어서의 표면 온도의 측정은, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b) 및 한 쌍의 스웨이징 롤(33a, 33b)에 의한, 접합부의 용접 및 압하와 병행하여 행해진다. 또한, 측정부(11)는, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)에 의해 용접된 직후, 또한 한 쌍의 스웨이징 롤(33a, 33b)에 의한 압하 전의 접합부의 표면 온도를 측정한다. 측정부(11)에 의한 온도의 측정 결과는, 기억부(12)로 출력되어, 측정 데이터로서 기억부(12)에 기억된다.

이어서, 측정부(11)에 의한 온도의 측정이 종료된 후, 판정부(13)는, 기억부(12)에 기억된 측정 데이터에 기초하여, 용접부에 있어서의 평균 온도 T_ave 및 온도차 ΔT를 산출한다(S102). 측정 데이터는, 측정 시간에 따른 온도의 데이터이며, 도 5와 같은 온도 차트로서 나타난다. 스텝 S102에서는, 평균 온도 T_ave 및 온도차 ΔT의 산출에 앞서, 취득된 측정 데이터로부터 판정 범위의 측정 데이터의 추출이 행해진다. 판정 범위는, 강대(2)의 판폭에 대응한 측정 시간이며, 용접된 강대(2)의 접합부를 측정하고 있는 시간이다. 구체적으로는, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)의 통전 개시로부터 일정 거리만큼 용접부가 폭방향으로 움직인 타이밍에서, 통전 종료로부터 일정 거리만큼 용접부가 폭방향으로 움직인 타이밍까지의 시간이 판정 범위가 된다. 또한, 일정 거리란, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)의 접촉점에서, 측정부(11)의 측정점까지의 거리이다. 판정 범위의 추출이 행해진 후, 판정부(13)는, 판정 범위에 있어서의 측정 데이터에 기초하여, 접합부에 상당하는 판정 범위에 있어서의 평균 온도 T_ave 및, 판정 범위에 있어서의 온도의 최댓값과 최솟값의 차인 온도차 ΔT를 산출한다. 또한, 구체적으로는, 평균 온도 T_ave는 판정 범위의 측정 데이터에 있어서의 복수의 온도 데이터의 평균값으로서 산출되고, 온도차 ΔT는 판정 범위의 측정 데이터에 있어서의 복수의 온도 데이터의 최댓값과 최솟값의 차로서 산출된다.

스텝 S102의 후, 판정부(13)는, 스텝 S102에서 산출된 평균 온도 T_ave가 제1 문턱값 이하, 또한 온도차 ΔT가 제2 문턱값 이상인지 아닌지를 판단한다(S104).

여기에서, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)으로 강대(2)를 압하하면서 용접하는 바와 같은 심 용접의 경우, 가동 시간이나 압하량, 강대(2)의 재질 등의 조건에 따라, 도 6에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)의 표면이 단차 형상으로 편마모하는 경우가 있다. 편마모에 의한 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)의 표면의 단차(d)가 강대(2)의 판두께보다도 작은 경우, 심 용접의 초기에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 강대(2)의 접합부에만 전류가 흐르기 때문에, 접합부의 용접이 올바르게 행해진다. 그러나, 심 용접에서는, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)에 의한 가압이 일정 압력으로 실시되기 때문에, 재료 변형에 의해 접합부의 서로 겹침 부분이 작아지는 용접 말기에 가까워짐에 따라, 접합부의 판두께 방향의 두께가 얇아진다. 이 때, 도 8에 나타내는 바와 같이, 후행재(22) 및 선행재(21)가, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)의 마모되어 있지 않은 부분에 접촉하기 쉬워져, 접합부 이외의 경로에서 흐르는 무효 전류가 발생한다. 무효 전류는 접합부의 용접에 기여하지 않는 것이기 때문에, 무효 전류의 증가에 수반하여, 접합부에서는 용접이 충분히 행해지지 않게 되고, 접합부에 있어서의 표면 온도도 저하하게 된다. 즉, 한 쌍의 전극륜(32a, 32b)의 편마모에 의해 무효 전류가 발생하는 경우에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 시간 경과에 수반하여 접합부의 온도가 낮아지는 바와 같은, 우측으로 하강하는 온도 차트가 된다. 이와 같은 무효 전류는, 용접 말기에 있어서의 접합부의 두께 및 강대(2)의 판두께와, 단차(d)의 관계로부터, 단차(d)의 크기가 강대(2)의 판두께와 동일한 정도가 되면 발생하기 쉬워진다.

스텝 S104에 의한 판정에서는, 이와 같은 무효 전류에 의한 접합부의 온도 변화를 검지하는 것이다. 이를 위해, 제1 문턱값은, 모재가 용융하여 비산하는 현상인 날림 등의 현상이 일어나고 있지 않은 경우에 있어서의, 접합부의 평균 온도 T_ave를 검출 가능한 값으로 설정된다. 날림이 발생한 경우, 용융된 모재가 접합부의 표면에 노출된 상태가 되어, 측정부(11)에 의해 노출된 고온의 용융 모재가 측정된다. 이 때문에, 도 9에 나타내는 바와 같이, 날림이 발생한 경우에는 온도 차트가 헌팅(hunting)되어, 날림이 발생하고 있지 않은 경우에 비하여 평균 온도 T_ave가 높아진다. 즉, 제1 문턱값은, 날림이 발생했을 때의 온도 데이터로부터, 날림의 발생에 의한 평균 온도 T_ave의 상승이 검지 가능한 값으로서 설정된다. 또한, 날림에 의한 평균 온도 T_ave의 상승은, 강대(2)의 판두께가 두꺼워짐에 따라, 커지는 경향이 있다. 이 때문에, 제1 문턱값은, 강대(2)의 판두께에 따라서 설정되어도 좋다. 또한, 제2 문턱값은, 무효 전류가 발생했을 때에 발생하는, 온도 차트에 있어서의 용접의 초기부터 말기에 걸친 온도 강하를 검지 가능한 값으로서, 강대(2)의 재질이나 전류값 등에 따라서 설정된다.

스텝 S104에 있어서, 평균 온도 T_ave가 제1 문턱값 이하, 또한 온도차 ΔT가 제2 문턱값 이상인 경우, 판정부(13)는, 강대(2)의 용접부에 있어서, 무효 전류에 의한 접합 불량이 발생했다고 판정한다(S106).

그리고, 스텝 S106의 후, 판정부(13)는, 심 용접기(3)가 형성된 생산 라인을 제어하는 도시하지 않는 제어부에 판정 결과를 출력하여, 생산 라인을 정지시킨다(S108). 이에 따라, 무효 전류에 의해 접합 불량이 된 접합부의 파단을 방지할 수 있어, 파단에 의해 생산 라인이 정지한 경우에 비하여 가동률의 저하나 복구에 걸리는 비용을 억제할 수 있다.

한편, 스텝 S104에 있어서, 평균 온도 T_ave가 제1 문턱값 초과, 또는 온도차 ΔT가 제2 문턱값 미만인 경우, 판정부(13)는, 강대(2)의 용접부에 있어서, 무효 전류에 의한 접합 불량이 발생하고 있지 않다고 판정한다(S110). 스텝 S110의 경우, 제어부에 의한 생산 라인의 정지 동작은 행해지지 않고, 생산 라인은 계속하여 가동하게 된다.

이상의, 스텝 S100∼S110의 공정을 거침으로써, 본 실시 형태에 있어서의 용접부의 판정이 종료한다.

＜변형예＞

이상에서, 특정의 실시 형태를 참조하여 본 발명을 설명했지만, 이들 설명에 의해 발명을 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다. 본 발명의 설명을 참조함으로써, 통상의 기술자에게는, 개시된 실시 형태의 여러 가지의 변형예와 함께 본 발명의 다른 실시 형태도 명백하다. 따라서, 특허청구의 범위는, 본 발명의 범위 및 요지에 포함되는 이들 변형예 또는 실시 형태도 망라한다고 해석하여야 한다.

예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 산 세정 라인에 있어서의 강대(2)의 용접시에 적용하는 방법으로 했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명은, 강대뿐만 아니라 다른 금속 등으로 이루어지는 띠 형상 판체의 생산 라인에 적용할 수 있다. 또한, 띠 형상 판체가 강대(2)인 경우에 있어서도, 산 세정 라인뿐만 아니라, 냉간 압연이나 방청과 같은 다른 처리를 실시하는 강대(2)의 라인에 있어서도 적용할 수 있다.

＜실시 형태의 효과＞

(1) 본 발명의 일 실시 형태에 따른 띠 형상 판체의 용접 판정 장치(1)는, 심 용접에 의해 접합되는 띠 형상 판체(예를 들면, 강대(2))의 접합부의 온도를 측정하는 측정부(11)와, 측정부(11)의 측정 결과에 기초하여, 접합부에 있어서의 평균 온도 T_ave 및, 접합부에 있어서의 온도의 최댓값과 최솟값의 차인 온도차 ΔT를 산출하고, 평균 온도 T_ave가 제1 문턱값 이하이고, 또한 온도차 ΔT가 제2 문턱값 이상인 경우에, 접합부에서 무효 전류에 의한 접합 불량이 발생한 것을 판정하는 판정부(13)를 구비한다.

(2) 본 발명의 일 실시 형태에 따른 띠 형상 판체의 용접 판정 방법은, 심 용접에 의해 접합되는 띠 형상 판체의 접합부의 온도를 측정하는 측정 스텝(스텝 S100)과, 측정 스텝에서의 측정 결과에 기초하여, 접합부에 있어서의 평균 온도 T_ave및, 접합부에 있어서의 온도의 최댓값과 최솟값의 차인 온도차 ΔT를 산출하는 산출 스텝(스텝 S102)과, 평균 온도 T_ave가 제1 문턱값 이하이고, 또한 온도차 ΔT가 제2 문턱값 이상인 경우에, 접합부에서 무효 전류에 의한 접합 불량이 발생한 것을 판정하는 판정 스텝(스텝 S104)을 구비한다.

상기 (1), (2)의 구성에 의하면, 용접 말기에 걸쳐 증가하는 무효 전류에 의한 온도차 ΔT의 증대를 검지하기 위해, 제2 문턱값을 이용하여 판정을 한다. 이 때문에, 심 용접에 있어서, 정상적으로 용접이 행해진 경우와, 무효 전류에 의해 접합 불량이 된 경우를 판정할 수 있다. 또한, 제1 문턱값을 이용하여 평균 온도 T_ave의 판정을 아울러 행함으로써, 날림 등의 다른 요인에 기인한 접합 불량과 구별하여 접합 불량의 발생을 검지할 수 있다. 예를 들면, 날림이 발생한 경우, 도 9에 나타내는 바와 같이, 온도 차트가 헌팅에 의해 온도차 ΔT가 크게 경향이 되기 때문에, 온도차 ΔT만의 판정에서는 무효 전류에 기인한 접합 불량만을 검지하는 것이 어렵다. 그러나, 상기 (1), (2)의 구성과 같이, 온도차 ΔT에 더하여, 평균 온도 T_ave로도 판정을 행함으로써, 무효 전류에 기인한 접합 불량을, 날림에 기인한 접합 불량과 구별하여 판정할 수 있다.

실시예

다음으로, 본 발명자들이 행한 실시예에 대해서 설명한다. 실시예에서는, 상기 실시 형태와 동일하게, 강대(2)에 대하여, 용접에 의해 접합된 접합부의 무효 전류에 의한 접합 불량의 발생 유무를 확인하고, 접합 불량이 발생한 조건과 접합부의 온도의 관계에 대해서 조사했다. 또한, 날림이 발생한 경우의 강대(2)에 대해서도 동일하게 조사를 행했다.

실시예의 결과, 무효 전류에 의한 접합 불량이 발생한 경우, 평균 온도 T_ave는 800℃ 이하가 되는 것을 확인했다. 또한, 무효 전류에 의한 접합 불량이 발생한 경우, 도 5에 나타내는 우측으로 하강하는 온도 차트가 되어, 온도차 ΔT가 커지는 것을 확인했다. 또한, 실시예에서는, 두꺼운 쪽의 강대(2)의 판두께가 1.5㎜ 이하인 경우, 온도차 ΔT에 대한 제2 문턱값을 125℃로 함으로써, 무효 전류에 의한 접합 불량의 발생을 검지할 수 있는 것을 확인했다. 용접이 정상적으로 행해진 경우, 온도차 ΔT는 125℃ 미만이 되기 때문에, 상기 실시 형태에 있어서, 제2 문턱값을 125℃로 함으로써, 무효 전류에 의한 접합 불량의 발생을 정밀도 좋게 판정할 수 있는 것이 확인되었다. 또한, 두꺼운 쪽의 판두께가 1.5㎜ 초과, 1.8㎜ 이하인 경우, 온도차 ΔT에 대한 제2 문턱값을 155℃로 함으로써, 무효 전류에 의한 접합 불량의 발생만을 정밀도 좋게 판정할 수 있는 것이 확인되었다. 또한, 두꺼운 쪽의 판두께가 1.8㎜ 초과, 2.1㎜ 이하인 경우, 온도차 ΔT에 대한 제2 문턱값을 167℃로 함으로써, 무효 전류에 의한 접합 불량의 발생만을 정밀도 좋게 판정할 수 있는 것이 확인되었다. 또한, 두꺼운 쪽의 판두께가 2.1㎜ 초과인 경우는, 무효 전류는 발생하지 않는다.

또한, 날림이 발생한 경우에는, 온도차 ΔT가 110℃ 이상이 되고, 평균 온도 T_ave는 800℃ 초과가 되는 것을 확인했다. 즉, 상기 실시 형태에 있어서, 제1 문턱값을 800℃, 제2 문턱값을 125℃로 함으로써, 무효 전류에 의한 접합 불량의 발생만을 정밀도 좋게 판정할 수 있는 것이 확인되었다.

1 : 용접 판정 장치
11 : 측정부
12 : 기억부
13 : 판정부
2 : 강대
21 : 선행재
22 : 후행재
3 : 심 용접기
31 : 프레임체
32a, 32b : 전극륜
33a, 33b : 스웨이징 롤
34, 35 : 가압 실린더
36 : 차륜

Claims

심 용접에 의해 접합되는 띠 형상 판체의 접합부의 온도를 측정하는 측정부와,
상기 측정부의 측정 결과에 기초하여, 상기 접합부에 있어서의 평균 온도 및, 상기 접합부에 있어서의 온도의 최댓값과 최솟값의 차인 온도차를 산출하고, 상기 평균 온도가 제1 문턱값 이하이고, 또한 상기 온도차가 제2 문턱값 이상인 경우에, 상기 접합부에서 무효 전류에 의한 접합 불량이 발생한 것을 판정하는 판정부
를 구비하는 것을 특징으로 하는 띠 형상 판체의 용접 판정 장치.
심 용접에 의해 접합되는 띠 형상 판체의 접합부의 온도를 측정하는 측정 스텝과,
상기 측정 스텝에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 접합부에 있어서의 평균 온도 및, 상기 접합부에 있어서의 온도의 최댓값과 최솟값의 차인 온도차를 산출하는 산출 스텝과,
상기 평균 온도가 제1 문턱값 이하이고, 또한 상기 온도차가 제2 문턱값 이상인 경우에, 상기 접합부에서 무효 전류에 의한 접합 불량이 발생한 것을 판정하는 판정 스텝
을 구비하는 것을 특징으로 하는 띠 형상 판체의 용접 판정 방법.