WO2010013658A1

WO2010013658A1 - 溶接継手の疲労特性改善打撃処理方法及びその疲労特性改善打撃処理装置並びに耐疲労特性に優れた溶接構造物

Info

Publication number: WO2010013658A1
Application number: PCT/JP2009/063317
Authority: WO
Inventors: 島貫広志; 野瀬哲郎
Original assignee: 新日本製鐵株式会社
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2010-02-04
Also published as: BRPI0916714B1; AU2009277618B2; JP4987816B2; CA2731666A1; US8776564B2; CA2731666C; KR20110036595A; JP2010029897A; BRPI0916714A2; CN102112268A; KR101205583B1; AU2009277618A1; US20110123820A1; TW201012584A; CN102112268B; TWI391204B

Abstract

溶接ビードの止端付近の母材金属材料表面に、打撃ピンを押し付けながら溶接線方向に相対的に移動操作させてハンマーピーニング処理又は超音波衝撃処理を施す、溶接継手の疲労特性改善打撃処理方法であって、前記打撃ピンとして、先端曲率半径が金属材料の厚さの１／２以下かつ２～１０ｍｍの打撃ピンを用い、前記溶接ビードの止端から打撃処理位置の中心までの距離が、前記打撃ピンの先端曲率半径の２．５倍以内で、かつ前記打撃ピンが打撃処理中に溶接金属に触れない範囲までの母材金属材料表面に、前記打撃ピンによって、打撃痕の溝深さが、０．１～２ｍｍ、該打撃ピンの先端曲率半径以下、かつ前記金属材料の厚さの１／１０以下であり、打撃痕の幅が、１．５～１５ｍｍ、かつ前記溝深さの５倍以上である残留塑性変形が生じるように、前記ハンマーピーニング又は超音波衝撃処理を施すことを特徴とする、溶接継手の疲労特性改善打撃処理方法。

Description

明の

手の理方法及びその

理装置びに性に優れた造物術分野

本、手の理方法及びその

理装置びに性に優れた造物に関するものである。特に、建築、造船、橋梁、建設、産業、海洋造物、自動車などに用いられる繰り返し重を受ける構造物用の属製であって、裂の発生が問題となる手を対象にして、その性をよく善することのできる、手の理方法及びその理装置びに性に優れた造物に関するものである。

えば、船舶橋梁、建設、産業、海洋造物、自動車などの属製造物は、多くの属製接して構成されており、これらの分には、各種の接方法を用いた手が形成されている。

しかしながら、このよな溶接手では、ビドを形成する属の面が金属製 ( ) の面と交わる ( ビドのとい。 ) びその下、ビドのとい。 ) において、に高温態の属が周辺のに拘束された状態で冷却されることに起因して引張力が存在し易なっている。さらに造物としていられるときには部わる外力により力が集中し易部位となっている。

このため、金属製造物に用いられる、繰り返し重が作用することによって、ビドの部から疲労裂が発生して、命的なきれに進展する可能性を有している。また、ビドのにおける力及び、金属製造物の性を向上させる上でのげとなっている。

したがって、このような溶接手に発生する裂は、構造物体の頼性に重大な影響を及ぼすため、従来から手の性を向上させるの法が試みられている。えば、

および2 を参照。 )

体的には 2では、 a) 械的な方法グラインングによりを平滑にする方法、 ( )

接によりに化粧 (ドレッシング) を施す方法などによって、における中を低減する手法が提案されている。また、ング ( ) 理を施して裂が発生する部位に圧縮力を導入しあわせて応力中を低減する方法も提案されており体的な打撃理としては ( C ショットピング、 ) ハンピなどのほか、近年では e ) 音波えば、特許～ 3 ) などが挙げられるまた、ング ( ) 理を行い、フジョンライン近のの織を改の性を改善する方法が特許 4で開示されているが、これは、壊が般に溶接フジョンライン上に残留する陥から発生することに基づき、壊のの質を改善するためのものであり、性を改善するものではない。

また、接によって取り付けたリブ板の端部の溶の性を向上させる方法としてボンチ等を用いて溶接に圧縮力を付与する方法 5， 6 が開示されているが、これらいずれも、回し行ったリブ板の端部の疲性を向上させるための法であり、明で主に対象とする接方向に長く続したは適用できない。術文献 2 ００ 6 6 7 7 24

2

2 ００ 6 7 5 5 2

3

6 7 4 細書

4

2 ００ 4 4 9 8 4 3

5

2 ００ 6 3 2 ０ 9 6 ０

6

2 ００ 6 3 2 2 ０

団法人日本道路協会、の、式会社、 9 9 7 5

2

・ g n n an n n n t d p「 nt f t n u nu tru tur V F b rU ry 明の

上 a ) ～ ( e ) などの善処理によれば、ビドのにおいて性を向上させることが知られている。特に、上記 e ) の音波、比較的時間の理で大きな改善果が得られることから、産業界の大きいしかしながらこの音波、人手で処理することを前提に開発されてきたため、タレンなど長い距離を連続して処理する必要のある構造物やみ立て作業の動化が進んでいる場などでは、その用が困難な場合があった。

またロボットに超音波理装置を組み込んで自動理を行場合には、ビドのラインは通常規則にんでいるため確に溶接ビドのに処理を行ためには、の能や、みにせた走行機構など高度な自動制御が必要となっており、費用の面からも実用化が困難な場合があった。

また、ビドのに直接理を施す場合には、ビドの状にマッチした打撃ピンを用いる必要があり、ビドの状によっては打撃ピンがの引っ掛かり、処理が停止したり、れ込み状の疵を残す場合があった。

そこで、、このよな来の情にみて提案されたものであり、ビドの雑な状による影響をあまり受けずに安定的にハンマピング超音波打撃理することができ、ビドの近のより広い部分に圧縮力を付加することを可能とした、手の理方法及びその理装置びに性に優れた造物を提供することを目的とする。

題を解決することを目的とした明の、以下のとおりである。

( ) ビドの近の面に、打撃ピンを押し付けながら接線方向に相対的に移動操作させてハンピング超音波理を施す、手の

理方法であって、

前記ピンとして径が金属料のさの 2 下かつ 2～０のピンを用い

ビドの端から打撃置のまでの離が、前記ピンの径の 2・ 5 以内で、かつピンが打撃理中に溶接触れない範囲までの面に、前記ピンによって、打撃のさが、 0・～ 2

ピンのかつ料のさの

下であり、打撃痕の幅が、 5～ 5 かつさの f 上である形が生じるように、

前記ハンピング又は超音波理を施すことを特徴とする、手の理方法。

2 ) ビドの近の面に、打撃ピンを押し付けながら接線方向に相対的に移動操作させてハンマピング超音波理を施す、手の

理装置であって、

前記手を有するのビドの置を検出する

前記ピンによるハンピング超音波理を施す理機構、理機構を支持するとともに、前記ピンを前記のビドの端から所定のれた面に押し付ける機構、

前記機構またはの方が載される装置部と、

前記機構またはの方が搭されるとともにらが前記部に載されて、前記により検知されたビドの置に基づいて、前記に対して前記理機構接線方向に相対動させる移動機構とがされていることを特徴とする、手の

( 3 ) 造物のおよび況から疲労険部のないしビドが特定できる造物において・なとも前記ビドの近の面に、前記ビドのさの 9 ０上の長さの、ハンマピング音波理のピンによる連続的な打撃が形成されており、

前記、その前記ビドのとの離が、そのの径の 2・ 5 以内で、かつ、前記ビドに接しない範囲までの面に形成されるとともに、そのさが、０・～ 2mm、前記の

下、かつ料のさの下であり、その幅が

5～ 5 かつさの 5 以上であることを特徴とする、性に優れた造物。面の単な説明

、明が適用される手の例を示すである 2は、明が適用される手のを示すである 3は面に打撃ピンによって打撃が形成された状態を示す面図である。

4は、明を適用した手の理装置の例を示すである。

5は、明を適用した手の理装置のを示すである。

6はビドのの打ちが小さい場合のの例を示す面図である。

7は・ビドのの打ちが大きい場合のの例を示す面図である。明を実施するための

下、本明の施の態について、図面を参照して詳細に説明する。

なお以下の明で用いる図面は徴をわかりやすするために、便宜上徴となる部分を模式的に示している場合があり、

素の率などが実際と同じであるとは限らない。

、ビドの近の面に打撃ピンを押し付けながら接線方向に相対的に移動操作させてハンピング超音波理を施すことによって、手の性を改善する手の理方法及びその理装置びに性に優れた造物を提供するものである。

) 、明が適用される手について説明する。

明が適用される手としては、例えばに示すよ溶接０を挙げることができる。この０は、同一面内で方ののと他方の 2のとを対向させてを接してなる、いわゆる０である。この接に際し、である方の他方の 2の

にはが加工される場合が多く、これら 2 のを突き合わせて溶接工され、これら板のよりも外側に隆起してなるビド 2 ０が形成される。

そして、明では、このよな溶接ビド 2 ０の 2 ０ aの面が母 ( 、 2 ) の面と交わる

ビド 2 ０の 2 0 。 ) の、後述するピン 5 ０を押し付けて溶接線方向に相対動させながら、ハンピニング超音波理を施す。これにより・ビード 2 ０の 2 0 近の ( 、 2 ) 面には、後述する 8 ０が形成される。

また、明が適用される手としては・えば 2 すような溶接０を挙げることができる。この 3 ０は、方の 3 1 の対向する置にそれぞれ方の 3 2のを対向させてすみ接してなる、いわゆる十字手である。また、方の 3 のに対して他方の 3 2 のが直角に交わる部分すみという。 Zは角形状の面をもつ 40 からなるビド 4０が形成されている。

そして、明ではこのよな溶接ビド 4 ０の 4 ０ aの面が母 3 32 の面と交わる ( ビド 4 ０の 40 とい。 ) の 3 3 2 近傍に、後述するピン 5 ０を押し付けて溶接線方向に相対動させながら、ハンピング超音波理を施す。これにより、ビド 4０の 40 近の

3 32) 面には述する 9 ０が形成される。

なお、明が適用される手としては、上記に示す０や、上記 2に示す 3 ０に限定されるものではなく、ビドががっている場合も含め、方のに他方の接した手に対して明を幅広用することが可能である。また、このよな溶接 3 の接方法としては、各種を用いることができ、さらには、バス接から多層接にも適用できる。

手の理方法)

次に、明を適用した手の理方法について説明する。

なお、本実施態では、上記０の (

) のと接するビド 2 ０の 2 0 近の

面に処理を施す場合を例に挙げて説明する。

明を適用した手の理方法は、 3 に拡大してすよに、打撃ピンとして、先端 Rが

さの 2 下かつ 2～０のピン 5 ０を用い、ビド 2 ０の 2 0 から打撃置のまでのが、打撃ピン 5 ０の Rの 2・ 5 以内で、かつピン 5 ０が打撃理中に溶接 2 0 に触れない範囲までの

( ) の面に、打撃ピン 5 ０によって打撃 8 ０のが、０～ 2 、打撃ピン 5 ０の R かつのの下であり、打撃 8 ０の zが、・ 5～ R 、かつの 5 以上である

形が生じるように、ハンピング又は超音波理を施すことを特徴とする。

体的に、明におて Rがのさの 2 下かつ 2～ n のピン０を用いるのは、処理に残留する力によって性の上に効果があるためと。域のきさが打撃ピン０によるのきさと関係しているからである。

すなわち、打撃ピンrnの Rがさのよりも大きい場合には、ほぼ形が及ぶようなひずみを与える nが必要となるが、この合、打撃による対面に抜けてしまため、ビドのに生じる力が小さくなる。

また打撃ピン nの Rがより小さい場合にほ・域が狭くなるため、裂の発生を防止するにはビド 9 nの ? ０のを打撃する必要がある。しかしながら、ビド 9 nの打ちなどにより確に処理置を制御するのが難しい。さらに打撃ピン 0のの激しくなり、打撃ピン nの度が増大するため率が低下する方、打撃ピン nの Rが m を超える場合には、有効な力を発生させるほどの溝を形成させるのに極めて大きな打撃力が必要となり、処理装置が大規模なものとなる。さらに、打撃理によって溶接 1 ０の状がんでしまう懸念がある。

また、打撃ピンr nはハンピング超音波理によりに打撃してさせるものであるため、打撃ピン 5 ０には、通常、処理である金属

えば・ ) より強度や度の金属料を用る。

明においてビド 2 ０の 2 0 から打撃置のまでのが、打撃ピン 5 ０の Rの 2・ 5 以内としたのは、上述した域のきさが打撃ピン 5 ０による 8 ０のきさと関係しているためである。すなわち、打撃ピン 5 ０の Rが大きいほど圧縮力のじる域が広く、また、打撃 8 ０から近いほど大きな

力が生じることを、 M 実験により確認し、性向上に十分な力を得ることができることを確認した。このため、打撃指定囲内であっても、にできるだけいほが望ましい。

明においてピン 5 ０が打撃理中に溶接 2 a れない範囲までのの面に、打撃ピン 5 ０によって残留形が生じるよにハンピング又は超音波理を施すこととしたのは 2 0 に打撃ピン 5 ０がれた場合にピン 5 ０による連続的な打撃理が害されることがあるためである。なお、明においては、連続的な打撃理を著しく害しなければ 2 0 に打撃ピン 5 ０が多少触してもかまわない

明において 8 ０のが、 0 ～、打撃ピン 5 ０の R かつのの下であり、打撃 8 ０の zが、・ 5～ 5 かつの 5 以上であるとしたのは、あまりに深い打撃 8 ０はそれ自体が応力となることや０に大きな形が生じてしまいその状がんでしまうためである。また打撃 8 ０の z Zついてはすぎる場合に処理率が低下することがあり、打撃 8 ０が、い場合には疲労性に有効な力が発生するものの、不十分となる。また、打撃 8 0の zは・ピン 5 ０の R 処理さによりまるが、ここでの z の処理の置や位置のぶれを考慮して設定したものである。すなわち、打撃 8 ０の zは、十分なさの撃を与えれば囲に収まるが、先端 Rのき打撃ピン 5 ０では上記囲を超えても疲労性には大きな害はないものの率が低下する。また、打撃ピン端の径が大きい場合、図 3のPが溶接接触しやすくなるため、打撃が分に得られる範囲でピン径を細くすることも有効である。また、先端率が打ち切られる 3のP部に面取りを施し、形状を滑らかにすることも有効である。

手の理装置)

次に明を適用した手の理装置について説明する。

明を適用した手の理装置としては、大き分けて 2つのタイプがあり、つは、 4に示す

理装置 6 ０の ) のよに、処理機構を固定し、を移動させるタイプであり、も一つは 5 Z 理装置 7 ０ 2の ) のようにを固定し、処理機構を移動させるタイプとである。れのタイプを選択するかは、処理 ( 外構造物の理、工場内での ) Zよって、択することが望ましい。

なお、以下に示す 2の態ではとして、上記０の性を改善する場合を例に挙げて説明するが、その象としては 3 ０であってもよく、また、一のに他の部接して取り付けた手を有する造物に対して広く理を行うことが可能である。

の )

の態として 4 理装置 6 ０では、処理機構 6 5に固定されるとともに、

( ) をしてスライド動する移動機構せず。 ) が 6 5に備えられており、この動機構、そのスライド向とビド ? ０の手方向とを一致させた状態で、

1 nを移動させることができる。

また、理装置 6 ０は、この動機構の方に位置して上記ピン０が取り付けられた理機構 6 と、この理機構が取り付けられた機構 6 2 とを備えている。この機構 2は、支持アム 6 3 6 4とからなり、装置 6 5に固定されている。

理機構 6 、ビド 2 ０の 2 0 から所定のれた、 2 ) の面に、打撃ピン 5 ０を押し付けながらハンマピング超音波理を施すためのものであり、例えば～ 3等に開示されているものなどを採用することができる。なお、ハンピング理及び音波理については、従来からであることから、ここではその細な説明をするものとする。なお、明では、ハンピング音波理のれの理をも採用することができるがの動が比較的少ないことや、処理の力が高いことなどから、ハンピニング理よりも超音波理の方が有利である。また、ツル等の振動工具を用いて打撃理をすることも可能であるが、出力が小さく音波理に比一般に処理率が低い。機構 6 2は、打撃ピン 5 ０のを母 ( 、 2) の面に適正な重で押し当てながら、打撃動によりった置から打撃ピン 5 ０がずれないように処理機構 6 を支持するものである。また、支持機構 6 2は、処理機構 6 ンピング超音波理の般的な処理条件から、処理機構 6 のグラムから数十キログラム ) の重を生じさせるものであればよい。なお、支持機構 6 2には、装置の護などの面から打撃ピン 5 ０からの動を吸収する機構を付加することも可能である。

ところで、打撃ピン 5 ０をビド 2 ０の 2 0 から所定のれた ( 、 2) の面に位置させるには、処理行方向の処理部の 2 0 の置を確認する必要がある。このため、理装置 6 ０には、ビド 2 ０の置を検出する 6 6が設けられているこの 6 6には、レザによる高度情報を取り込センサ、画像から ( 、 2 )

2 0 を識別するエッジセンサによるセンサなど、

( 、 2 ) 2 0 との界を認識するセンサを用いることが好ましい。また、 2 0 の状や置が既知である場合には、センサをして、既知のビド 2 0の 2 0 に対応して打撃ピン 5 ０を移動させることも有効である。

そして、この理装置 6 ０には、

6 6により検知されたビド 2 ０の置に基づいて、打撃ピン 5 ０を接線方向と交差する方向に移動制御するピン 6 7が設けられている。このピン 6 7 は、処理機構支持機構 6 2との間に位置して、支持機構 2にスライド能に取り付けた理機構 6 を接線方向と交差する方向に移動制御する。

上のような構造を有する理装置 6 ０では、

6 6により検知されたビド 2 ０の置に基づいて、ビド 9 ０の 2 0 から所定のれた

( 。 2 の面に打撃ピン 5 ０を押し付けながら移動機構が溶接 1 ０をスライド動することによって、して打撃ピン 5 ０を接線方向に相対動させることが可能となっている。これにより、打撃ピン 5 ０による連続的なハンピング超音波理を施すことが可能である。

すなわち、この理装置０では、裂の発位となるビド 2 0の 2 0 から所定のれた、 2 の面に、打撃ピン 5 ０による理を連続的に行うことで性向上に十分な力を付加することが可能であり、これによって溶接０の性を改善して、能のい溶接造物を得ることが可能である。

( 2の )

2の態としてに示す理装置 7 ０は、する装置部を備え、この上に、

nをすることが可能となっている。

また、理装置 7 ０では、この部の方に位置して上記ピン０が取り付けられた理機、この理機 7 取り付けられた機構 7 2 と、この機構 7 2 をの向にスライド動する移動機構 7 3 とを備えている。

理機構は、ビド 2 ０の 2 0 から所定のれた、 2 ) の面に、打撃ピン 5 ０を押し付けながらハンピング音波理を施すためのものであり、例えば～ 3等に開示されているものなどを採用することができる。なお、ンピング理及び音波理については、従来からであることから、ここではその細な説明をするものとする。なお、明では、ハンピング超音波理のれの理をも採用することができるがの動が比較的少ないことや、処理の力が高いことなどから、ハンピング理よりも超音波理の方が有利である。また、エアツル等の振動工具を用いて打撃理をすることも可能であるが、出力が小さく音波理に比一般に処理率が低い。

機構 7 2は、打撃ピン 5 ０のを母

、 2) の面に適正な重で押し当てながら、打撃動によりった置から打撃ピン 5 ０がずれないように処理機構 7 を支持するものである。また、支持機構 7 2は・理機構 7 によるハンピング超音波理の般的な処理条件から、処理機構 7 の ( グラムから数十キログラム ) の重を生じさせるものであればよい。なお機構 7 2には、装置の護などの面から打撃ピン 5 ０からの動を吸収する機構を付加することも可能である。

動機 7 3はの向に延長して設けられたレル 7 4 と、このレル 74をするガイド 7 5 とを有し、このガイド 7 5内に設けられた電動せず。 ) がレル 74上を走行することで、ガイド 7 5のに取り付けられた 7 2をの向にスライド動することが可能となっているところで、打撃ピン 5 ０をビド 2 ０の 2 0 から所定のれた、 2 ) の面に位置させるには、処理行方向の処理部の 2 0 の置を確認する必要がある。このため、理装置 7 ０には、ビド 2 ０の置を検出する 7 6が設けられているこの 7 6には、レザによる高度情報を取り込む形状センサ、画像から ( 、 2)

2 0 を識別するエッジセンサによるセンサなど、

、 2 2 0 との界を認識するセンサを用いることが好ましい。また、 2 0 の状や置が既知である場合にはセンサをして。知のビド 2 0の 2 ０ bt 応して打撃ピン 5 ０を移動させることも有効である。

そして、この理装置 7 ０には、

7 6 より検知されたビド 2 ０の置に基づいて、打撃ピン 5 ０を接線方向と交差する方向に移動制御するピン 7 7が設けられている。このピン 7 7 、処理機構 7 支持機構 7 2 との間に位置して、支持機構 7 2にスライド能に取り付けた理機構 7 を接線方向と交差する方向に移動制御する。

上のよな構造を有する理装置 7 ０では、上記の向とビド 2 ０の手方向とを致させた状態で・０が上に載されており、

7 6 より検知されたビド 2 ０の置に基づいて、ビド nの n から所定のれた

・ 1 2 の面に打撃ピン 0を押し付けながら、移動機構 7 Rが支持機構 7 2 をスライド動することによって、打撃ピン nを nの接線方向に相対動させることが可能となっている。これにより、打撃ピン 5 ０による連続的なハンマーピング超音波理を施すことが可能である。

すなわちこの理装置 7 ０では、裂の発位となるビド 9 nの 0 から所定のれた、 2 の面に、打撃ピン 5 ０よる理を連続的に行ことで、性向上に十分な力を付加することが可能であり、これによって溶接０の性を改善して、能のい溶接造物を得ることが可能である。

また打撃理を施す部位はビド 2 ０のに溶接によりじている引張力を圧縮に逆転できるほどのきな力を与えられるよに、ビド 2 ０の 2 0 から近い位置とすることが好ましく、その 2 0 からの、上述した打撃ピン nの径の 2・ 5 以内で、かつピン nが打撃理中に溶接れない範囲である。

( 造物

次に明を適用した造物について説明する。

明が対象とする造物としては、そのおよび況から疲労険部のないしビドが特定できる造物を前提とする。なお、この定の険部位は、例えば、橋梁では橋桁脚の、船舶であれば側のと側との体的な溶接物が特定されれば、その造物そのおよび況から特定され得るものである。

下の明では、上記明を適用した理方法及び理装置によって、その性を改善した０を有する造物を例に挙げて説明するが、明を適用した造物としては、上記 3 ０を有するものであってもよく、また、のに他の部接して取り付げた手を有する造物に対して明を幅広用することが可能である。

明を適用した造物ではそのおよび況から疲労険部のないしビド 2 ０が特定できるものであって、少なとも０のビド 2 ０の 2 0 近の、 2 ) 面に・その

ビド 2 ０のさの 9 ０上の長さの、ハンマピング超音波理のピン 5 ０による連続的な打撃 8 ０が形成されており、その 8 ０は、その特定ビド 2 ０の 2 0 とのが、そのの

2 ・ 5 以内で、かつ、特定ビド 2 ０に接しない範囲までの、 2) 面に形成されるとともに、そのが、０～ 2mm 前記の下、かつ ( のの下であり、その wが・ 5～ 5 、かつの上であることを特徴とする。

明においてなくとも特定ビド 2 ０の 2 ０ b 近の母 ( 2 ) 面に険部となる特定ビド 2 ０のさの 9 ０上の長さの、ハンピンダ超音波理のピン 5 ０による連続的な打撃 8 ０が形成されているとしたのは性の善が必要溶接ビド 2 ０のの態を打撃理によって力にするためには対象位のビドと同じ程度の上の処理を行うことが有効であるからである。また、部分的に分な処理が行われていな部位があっても険部となる特定ビド 2 ０の 2 0 打撃 8 ０が離れているため、ビド長の 9 ０でも十分な力が発生するためである。

明において 8 ０は、その特定ビド 2 ０の 2 0 とのが、そのの 2 5 以内で、かつ、特定ビド 2 ０に接しない範囲までの、 2 ) 面に形成されるとともに、そのが、 0・～ 2 ・の下、かつ ( 、 2 のの下であり、その w が、・ 5～ 5 、かつの 5 以上であるとしたのは 2 0 に打撃ピン 5 ０特に、 3 中の囲 P Z ピン 5 ０のと先端との ) がれた場合、ビド 2 ０に接触した打撃 8 ０が生じ、 2 0 に溶接陥が存在する場合に、この発見しにくなるからである。なお、明では、の見を阻害しない程度のな打撃 8 ０であれば、そのよな打撃 8 ０が生じていても効果に支障ない。

さらに、 M 実験により、打撃 8 ０の

特定ビド 2 ０の 2 0 とのが、そのの

の 2・ 5 以内で、かつ、特定ビド 2 ０に接しない範囲までの ( 、 2 ) 面に、上記 8 ０が形成された場合に、性向上に十分な力が得られることを確認した。

なお、上記囲であれば、ビド 2 ０の 2 0 から処理までのが多少動してもよく、例えば 6 に示すように、ビド 2 ０の 2 0 の打ちが比較的さい場合には、接方向に沿った大まかな処理置の御で打撃理を行うことができる。方、図 7 Z すよに、ビド 2 ０の 2 0 の打ちが比較的きい場合には、上述した 6 6 7 6により検知されたビド 2 ０の置に基づいて、打撃ピン 5 ０をビド 2 ０の状に追従させながら打撃理を行ことができる。

また、打撃 8 ０についてそのを・～ 2 、の下、かつ、 2 ) のの下としそのを・ 5～ 5 、かつの 5 以上としたのは、あまりに深い打撃 8 ０ではそれ自体が応力となることや、０に大きな形が生じてしまい、造物の状がんでしまためである。また、打撃 8 ０の幅が広すぎる場合率が低下するためであり、打撃 8 ０が、い場合には、性に有効な力が生じるものの、不十分となるからである。

8 ０の wは、打撃ピン 5 ０ R 処理によりまり、ここでの wの、処理の置やい位置のぶれを考慮して設定したものであり、十分なの撃を与えればこの囲に収まるが・ Rのきい打撃ピン 5 ０では、この囲を超えても疲労性には大きな害はないが処理率が低下することになる。

以下実施により明の果をより明らかなものとする。なお、、以下のに限定されるものではなく、そのを変更しない範囲でして実施することができる。

)

のでほ、先ず、実際に上記 2 Z 3 ０同様の造を有する十字 2 5 作製した。体的に、十字には、接により 8 ００の手を形成した。また・に使用した、 2 5 の J S G 3 6に準拠した S 4 9 ０である。また、料には、 J S Z 3 3 に準拠したYGW を用い件ほ、 2・ 5 X ０4 J c の CO アクとした。

次に、上記 5に示す理装置 7 ０を用いて・これら十字に対して溶接手の性を改善するための理を行った。体的に、これら十字を装置部のに溶接ビドが本に繋がるよに固定した後、ビド 4 ０の 40 近の 3 ) 面に打撃ピン 5 ０を押し付けて、移動機構 7 3 により理機構

接線方向に移動操作しながら音波理を施した。なお・音波、試験重を付与するの 3 の4 所の 40 近のみとし、試験重のかからないリブ板の鋼 3 2 の 4 0 近の省略した。

この音波理の波数は 2 7 、出力は０００wである。ピンは、上記 3 に示すピン 5 ０同様のタイプであり、その径が 3 m又は 6・ 4 、先端の径が・ 5～ 2m のものを使用した。また、超音波理を施す際の打ピンの ( 、処理機構の重となるよに装置を保持することで 6 S 6 ０ ) とし、処理部の構のこみ深さが 0・ 5 となるように、処理 5 ０～ 3 ０ 0 の囲で調整とした。

ピンは、打撃ネルギが効率よく板に伝わるよ、金属 3 面に対して直に打撃するように角度を調整した。この、処理機構 7 は十字とのを避けるため、装置部のウエブガイドの状を調整し、接線方向に。

直角であって、金属 3 ) 面に対して 6 ０くように角度を設定した。

なお、ガイド 7 5のには、超音波理のを考慮して、 5 0 のりを取り付けた。

そして、に示すように、処理前の 2 5本の十のうち、 8木の十に対して、処理条件を異ならせて音波理を行った。すなわち、打撃ピンの・ 5 、 2 5m ０、 2m 階的に異ならせて、 4 所の近に対して音波理を行った。

次に、超音波理を施した後に各体から、上記 2のを中央に有する 3 をのされた

2 置き換えた場合の中の Sに相当するよな試験 a ～ a 8を取り出し、 a ～ a 8に対する験を行った。また、処理前の十より取り出した試験 a ０ Zついても、同様の験を行った。、応力比が 0 ・、繰り返し波数 6 z となるり返し引張験とし 7 5MP aとし、にき裂が生じが破するまでの返し回数 ( ) を測定した。その果を表に示す。

示すよに、打撃ピンの径が・ 5 の ( ～ a 3 、善の面から得られたものの、特にい位置が止端からの離が近い場合にはにぶつかり、処理が停止する場合が多く、処理率が低下した。また、打撃ピンの耗の点からも不利であった。

ピンの径がの a 5 ～ R 、処理こみ深さが 0 ・を下回る場合が多く、狙い位置が止端から離れると疲労果が小さくなった。また、狙い位置が近い場合、打撃ピンの縁が溶接することが多く、処理がたびたび止し、処理率が低下した。さらに、十分に深い打撃を与えるためには、処理度を低くする必要があり、処理率が低下した。

これに対して、打撃ピンの径が 2～０の

～には、処理率の下や不十分な処理となる場合も少なく、安定した理ができた。

上の結果から、ビドの端から処理置が近い場合には、高い疲労果が得られる一方、打撃ピンが溶接

する場合や、打撃ピンの径が大きい場合には、処理率が低下することが明らかとなった。そして、これらの果から、打撃ピンの、ビドの端から処理中心までの、との合を規定した。

なお、ここでの験結果から、打撃、上記 7 すように、状と平行にへこんだ置において判別することができた。また、とのについては、ビドの状が急変する。理中のピンのぶれとが重畳する場合に発生しやすいことがわかった。

次に、残りの 7本の十に対して、 2 すよに理条件を変化させて音波理を行った。すなわち、打撃ピンのに固定し、処理間を変動させて、処理こみ深さを 0 R

・ 5 2m 2 R 階的に異ならせて、端から 5 の置を狙って音波理を行った。

そして、超音波理を施した後に各体から、上記中のs\T 当する～ 7 を取り出し、

～b する験を行った。、応力比が 0・、繰り返し波数 6 となるり返し引張験とし、最大 7 P aとし、にき裂が生じが破するまでの返し回数 ) を測定した。その果を表 2 に示す。

2 t すよに処理こみ深さが 0・ m 上の場

2～b 5 Zはな疲労果が見られた。ただし、処理こみ深さが 2 を超える場合 b4 5) Z は・間が非常に大きく非効率であった。

また、打撃ピンのさと先端大きくした場合の明の効性を確認したところ、打撃ピンの径が大きい b 7では、処理間が長い上に、に大きな形が生じ、として状の題が生じた。このため、妥当な処理条件としては、試験 6の理条件までのピンを用いるのが処理率の点からも好ましと考えられる。上の実験結果から、明の囲を決定した。

2の )

2のでは、先ず際に上記に示す０同様の状を有する 4 作製した。体的に、には接により 5 5 ０の手を作製した。なおこの手の

X とし、両面のビド幅は 8～ 2 である。また、

に使用した、 2 ０の J S G 3 6 した SM4０ Aである。また料には、 J S Z 3 3 に準拠した 43 6の ( 4 ㎝) を用い、 7 X ０ 4 J c のとした。

次に、上記 4 Z 理装置 6 ０を用いて、これらに対して溶接手の性を改善するための理を行った。体的に、これらを移動機に溶接ビドが一本に繋がるように固定した後、ビドの近の面に打撃ピンを押し付けて、移動機構部により接線方向に移動操作しながら音波理を施した。なお、超音波、 2の裏の4 所の 2 0 近とした。

この音波理の波数は 2 7 出力は０００wである。ピンは、上記 3 に示すピン 5 ０同様のタイプであり、その径が 3 、先端の径が 5 のものを使用した。また、超音波理を施す際の打ピンの

( は処理機構の重となるように装置を保持することで 4・ 5 4 5 ) とし、処理部の構のこみ深さが 0・ 3 となるよに、処理 2 ００mm とした。

そして、処理前の 4本の突のうち、 3本の突

に対して、 3 r すよに処理条件を異ならせて音波理を行った。また、のビドの波打っており、変動しているが、これを手動調整して、ビドの端から 3～ 6 、 5～ 7 ～ 4 の板表面の置を打撃できるよにセット、それぞれの件でに打撃を与えた。

次に、超音波理を施した 3本の突体及び理を行わなかった本の突体から、上記中の S に示すよな試験 c ～c 4を取り出し、 c ～ c 4 する験を行った。、応力比が０・、繰り返し波数０ z となるり返し引張験とし、最大 2 ００MP aとしに破が生じるまでの返し回数 ( ) を測定した。その果を表 3 に示す。

3 に示すように、打撃理を行わなかった試験 C 4では、 4 7 5 ００回で破した。これに対して、明の理を行った試験 C C 2では、寿命が 3 程度長くなり、試験 C 3では、の善が見られた。また、試験 C 3では、特に溶接ビドの端から打撃理部までの離が度と離れている所から疲労裂が発生している様子が当の面から認できた。上の利用能性

明によれば、理機構、支持機構部と、移動機構とを有利に組み合わせいることにより、速やかにかつ理的に溶接手の性を向上させることができることから、上述のような技術課題や経済的課題の点を有利に解決することができる。

えば、ロボット等による自動置を用いる場合には、単純に溶接ビドのまかな方向を指示するのみであり、ビドののみを検出し確に追従する機能が不要となるなど、極めて易なシステムで処理システムを構築することが可能となり、経済的にも極めて有効である。

また、人間が、手の理を行場合は、繁に休憩を取る必要のある作業であるが、明を用いれば、処理中は監視務のみとなるため、処理率が高まることが期待できる。

さらに、ビドのを直接理する来の法では処理が十分であったかどか査する必要があり、ビドの端に残存した発見するのが困難であったが、明では平滑な母属の理部を検査するのみでよく、検査の担が著しくされる上に、ビドの端の査と分離できるため、処理のにおける品質管理をより合理的に行ことができる。

このように、明によれば、生防止果と作製期の縮、さらには検査理化による経済効果が期待できる。

Claims

求の

ビドの近の面に、打撃ピンを押し付けながら接線方向に相対的に移動操作させてンピング超音波理を施す、手の理方法であって、

前記ピンとして、先端径が金属料のさの 2 下かつ 2～０のピンを用い、

前記ビドの端から打撃置のまでの離が、前記ピンの径の 2 ・ 5 以内で、かつピンが打撃理中に溶接触れない範囲までの面に、前記ピンによって、打撃のさが、 0 ・～、ピンの下、かつ料のさの０下であり、打撃痕の幅が、・ 5～、かつさの 5 以上である形が生じるよに、

2

ビドの近の面に、打撃ピンを押し付けながら接線方向に相対的に移動操作させてハンピング超音波理を施す、手の理装置であって、

前記手を有するのビドの置を検出する

ピンによるハンマピング超音波理を施す理機構、理機構を支持するとともに、前記ピンを前記のビドの端から所定のれた面に押し付ける機構、

前記機構またはの方が載される装置部と、

前記機構またはの方が搭されるとともに、自らが前記部に載されて、前記により検知されたビドの置に基づいてに対して前記理機構接線方向に相対動させる移動機構とがされてることを特徴とする、手の

理装置。

3

造物のおよび況から疲労険部のないしビドが特定できる造物において、

少なくとも前記ビドの近の面に、前記ビドのさの 9 ０上の長さの、ハンピング超音波理のピンによる連続的な打撃が形成されており、

前記、その前記ビドのとの離が、そのの径の 2 ・ 5 以内で、かつ、前記ビドに接しない範囲までの面に形成されるとともに、そのさが 0 ～ 2 、前記の下、かつ料のさの０下であり、その幅が、・ 5 ～ 5 、かつさの 5 以上であることを特徴とする、性に優れた造物。