JPH03189083A - 鋼帯接続溶接部の溶接品質判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、プロセスラインの鋼帯接続に用いられるレー
ザ溶接部の溶接品質の判定方法に関するものである。

〔従来の技術〕

プロセスラインとして例えば、連続溶接めっきライン、
連続電気めっきライン（錫めっき、亜鉛めっき、クロム
めっき等）、連続焼鈍ライン、連続酸洗ライン、連続圧
延ライン等においては、鋼帯コイルを生産工程中で溶接
接続して、連続的に通板操業することにより、稼動率を
高めている。

ところが、上記鋼帯を接続した溶接部の品質が不良であ
ると、ライン内で溶接部が破断することがあり、復旧す
るまでに長時間を要し、設備の稼動率を低下させる大き
な原因になる。

一般にレーザ溶接部の品質を判定する方法として、特開
昭５９−２１２１８４号公報に示されているように、レ
ーザ溶接において、溶接中に溶融部後部の温度と溶融幅
を計測し、計測した温度と溶融幅を予め設定した値と比
較して判定する方法が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 溶接中の溶融部後部の温度の測定は、赤外線温度肝で測
定するため、溶接部表面の温度測定である。したがって
、表面の状態のみを再現するものであること、また、急
速な溶接冷却過程の計測であるため、その測定値は溶接
品質の変動に対するよりも過敏に変動することなどによ
り、最終溶接品質を評価する指標として使うことは適当
ではなかった。

具体的には、溶融プールの幅と溶融部後部の温度を計測
、比較することにより溶接品質の評価指標として再現性
が得られるのは、当該実施例にみられるように、レーザ
ビームを照射して接合する部分の対象母材形状が均一な
場合のみである。

本発明が対象とする鋼帯接続における分野では、−１１
ｓｔに開先加工がシャーリングによって行われるため、
接合対象部分すなわち開先形状が変動することが避けら
れない。したがって、溶接部の断面形状（特開昭５９−
２１２１８４号公報における溶込み幅と溶込み深さ）を
溶融プールの幅と溶融部後部の温度で定義づけることが
困難である。

本発明は、上記のような間接的な誤差の大きい指標によ
るのではな（、溶接部断面の成形形状を直接押押するこ
とにより溶接の良否を判断する方法を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段１ 本発明は、前記問題点を解決するために、各種のシャー
リング条件と溶接条件下において、レーザ溶接試験を行
い、それを通板試験したところ。

溶接接合部の断面形状が、母板の表面に比較して凸にな
っている溶接部と凹みの大きい溶接部が通板中に破断す
るとの観察結果を得た。

したがって、本発明は、予め良好な溶接部の形状を計測
してその値を記憶装置に記憶しておき、溶接品質判定に
供する溶接継手部の形状を計測し、その値を記憶装置の
値と比較照合し、溶接品質の良否を判定することを特徴
とする鋼帯溶接接続部の溶接品質判定方法である。上記
計測方法としては、重接凝固直後に鋼帯溶接部の溶接線
中心と、その両端近傍の２点の計３点に同時にレーザ光
源を照射し、その投・受光距離の差を電気信号に変換し
、演算回路で処理し、３点の高低を比較することにより
、溶接品質の良否を判定する。これによって、正確に溶
接部の通板中破断の有無を判定することを可能にしたも
のである。

〔作用］ 本発明は、良好な溶接部の形状を記憶させる。

例えば、鋼帯溶接部の溶接線中心とその両端近傍の２点
に同時に照射したレーザ光源の投・受光距離を電気信号
に変換し、演算回路で処理した後、３点を比較すること
により、母材表面からの余盛高さ、及び裏波ビード高さ
を算定し、その値の上限・下限〔凹凸のこと）を溶接部
が破断しない良好な範囲のものを記憶装置に記憶させて
おく。その後、溶接部の品質判定に供する溶接継手部の
溶接線中心とその両端近傍の２点に同時に照射したレー
ザ光源の投・受光距離を電気信号に変換し、演算回路で
処理した後、３点を比較することにより、母材表面から
の全盛高さ及び裏波ビード高さを算定し、その値が、前
記の良好な溶接部の範囲内にあるか否かを判定し、その
結果を出力表示するようにした。以上の結果、通板後に
破断しない溶接品質なのかどうかの品質判定が確実にで
きるようになった。

Ｃ実施例〕 第２図は、本発明の１実施例を示す溶接方向の断面図で
ある。レーザ溶接では、鋼帯３の表側にレーザ溶接トー
チ１を配置し、鋼帯の開先内に溶接用ビーム２を照射し
て溶接部４を形成する。

第１図は第２図のＡ−Ａ矢視を示し、これに本発明を実
施するためのブロック図を併せて示したものである。先
行鋼帯３と後行鋼帯７を接合した溶接部４の表側の溶接
線中心に計測用レーザ投・受光器５ｂを配置し、先行鋼
帯側に計測用レーザ投・受光器５ｃ、後行鋼帯側に計測
用レーザ投・受光器５ａを配置して、それぞれの投・受
光器５ａ、５ｂ、５ｃから同時にレーザビーム９を投・
受光して演算回路８で距離を算定し、それを制御装置１
４で比較すると、余盛の高さが算出される。

以上のようにして計測された溶接部の形状について、良
好な形状の値を記憶装置１３に記憶させておく。良好な
形状とは通板したときに、溶接破断の生じない溶接部の
余盛高さと裏波ビードの範囲をいう。

同じように、先行鋼帯３と後行鋼帯７を接合した重接部
４の裏側の溶接線中心に計測用レーザ投・受光器６ｂ、
先行鋼帯側に計測用レーザ投・受光器６ｃ、後行鋼帯側
に計測用レーザ投・受光器６ａを配置し、それぞれから
、同時にレーザビーム１０を投・受光して演算回路８で
距離を算定し、それを制御装置１４で比較すると裏波ビ
ードの高さが算出される。

上記の方法で計測した良好な形状の値を予め制御部装置
の記憶装置１３に記憶させておく。

次に、溶接品質の判定に供する溶接継手部を上記の方法
で計測し、その算出値と予め制御装置の記憶装置１３に
記憶させておいた良好な形状の値を制御装置１４で照合
することにより、適正判囲内であれば良好判定表示１５
をすることができ、適正溶接範囲外であれば、不良判定
表示１６をすることができるようになった。

本発明では、溶接結果そのものの溶接部形状をもとに溶
接品質の判定指標が得られるため、従来技術にみられる
不安定な溶接過程の温度や溶融部の幅の計測と異なり、
鋼帯の開先形状の変化にとられれず、正確な判定ができ
る。

また第３図に示すような凹み部についても、溶接断面に
対して３点を測定することにより、先行鋼帯３と後行鋼
帯７と溶接部４の表面の平滑度の判定ができる。

［発明の効果］ 本発明は、予め良好な溶接部の溶接線中心とその両側近
傍２点に同時に照射したレーザ光源の投・受光距離を電
気信号に変換し、演算回路で処理した後、３点を比較す
ることにより、良好な溶接部の形状がわかり、溶接品質
の判定に供する溶接継手部を同じ方法で計測・演算し、
予め計測した値の記憶値と比較することにより、溶接品
質の判定ができるようになった。

また、３点測定であることから、鋼帯の厚みや目違いが
生じても正確に判定できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図のＡ−Ａ矢視とブロック図の併用図、第
２図は、本発明の１実施例を示す溶接方向の断面図、第
３図は、余盛不足、溶は込み不足の場合の測定例の説明
図である。 ■・・・レーザ溶接トーチ ２・・・溶接用レーザビーム ３・・・先行鋼帯 ４・・・鋼帯溶接部 ５・・・表側の計測用レーザビーム投・受光器５ａ・・
・表側の後行鋼帯側計測用レーザ投受光器５ｂ・・・表
側の溶接線中央側計測用レーザ投受光器 ５ｃ・・・表側の先行鋼帯側計測用レーザ投受光器６・
・・裏側の計測用レーザ投・受光器６ａ・・・裏側の後
行鋼帯側計測用レーザ投受光器６ｂ・・・裏側の溶接線
中央側計測用レーザ投受光器 ６ｃ・・・裏側の先行鋼帯側計測用レーザ投受光器７・
・・後行鋼帯 ８・・−演算回路 ９・・・表側に配置した計測用レーザビーム１０・・・
裏側に配置した計測用レーザビーム１１・・・表側のレ
ーザビームの電気信号１２・・・裏側のレーザビームの
電気信号１３・・−記憶装置 １４・・・制御装置 １５・・・良好判定表示 １６・・・不良溶接判定表示

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　予め良好な溶接部の形状を計測してその値を記憶装
   置に記憶しておき、溶接品質判定に供する溶接継手部の
   形状を計測し、その値を記憶装置の値と比較照合し、溶
   接品質の良否を判定することを特徴とする鋼帯溶接接続
   部の溶接品質判定方法。 ２　前記形状の計測は、鋼帯溶接部の溶接線中心とその
   両端近傍の２点の計３点にレーザ光線を同時に照射し、
   レーザ光源の投光・受光距離を電気信号に変換し、演算
   回路で処理して３点を比較する方法である請求項１記載
   の鋼帯接続溶接部の溶接品質判定方法。