JPH08122051A - スポット溶接部のナゲット測定方法 - Google Patents

スポット溶接部のナゲット測定方法

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JPH08122051A
JPH08122051A JP28149794A JP28149794A JPH08122051A JP H08122051 A JPH08122051 A JP H08122051A JP 28149794 A JP28149794 A JP 28149794A JP 28149794 A JP28149794 A JP 28149794A JP H08122051 A JPH08122051 A JP H08122051A
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忍 里中
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敏博 西脇
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スポット溶接部を加熱し、該加熱部の温度変
化を赤外線カメラで検出しナゲット部の判断を行うこと
により、正確なナゲットの全貌を短時間で簡単に知るこ
とができるスポット溶接部のナゲット測定方法を提供す
る。 【構成】 スポット溶接部材1を加熱3し、該加熱部の
温度変化を赤外線カメラ5で検出しナゲットの大きさを
測定する方法であって、赤外線カメラで検出された温度
分布から温度上昇の傾向が算出され、該算出された値か
らスポット溶接部のナゲットの大きさが測定される方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スポット溶接部を局部
的に加熱し、表面の温度変化から接合部を非破壊的に測
定するサ―モグラフィ法を用いたスポット溶接部の測定
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】スポット溶接部を水中に配置すると共に
集束探触子からの水距離をビ―ムの焦点が前記スポット
溶接部の下部に位置するように設定して超音波によりス
ポット溶接部を測定する方法が例えば特開平6ー138
100号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記超音波
によるスポット溶接部の測定方法では、ナゲット形成部
の大きさを正確に測定できるものであるが、探触子をX
方向およびY方向にそれぞれ一定ピッチで細かくスキャ
ンさせて各方向における界面エコ―の走査グラフを得る
ようにしているため、その測定に多くの時間を必要とす
ると共に探触子を水中で操作させなければならない、と
いう問題がある。
【0004】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、スポット溶接部を加熱し、該加熱部の温度変化
を赤外線カメラで検出しナゲット部の判断を行うことに
より、正確なナゲットの全貌を短時間で簡単に知ること
ができるスポット溶接部のナゲット測定方法を提供しよ
うとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるスポット溶接部のナゲット測定方法
は、赤外線カメラで検出された温度分布から温度上昇の
傾向を算出し、該算出した値からスポット溶接部のナゲ
ットの大きさを測定する方法を採用するものである。
【0006】そして、スポット溶接部の中心部の裏面を
ガスバ―ナで一定時間加熱し、所定時間後の表面側の温
度分布を前記赤外線カメラで検出し、該赤外線カメラで
検出された温度分布から温度上昇の傾向を算出し、該算
出した値からスポット溶接部のナゲットの大きさを測定
する方法を採用することができる。
【0007】また、スポット溶接部を中間に位置させて
両側に電極を設置して、該電極に電流を短時間流し、そ
のときに発生するジュ―ル熱の変化による該スポット溶
接部の表面側の温度分布を所定時間後に前記赤外線カメ
ラで検出し、該赤外線カメラで検出された温度分布から
温度上昇の傾向を算出し、該算出した値からスポット溶
接部のナゲットの大きさを測定する方法を採用すること
もできる。
【0008】
【作用】スポット溶接部の中心部の裏面をガスバ―ナで
一定時間加熱した場合、或はスポット溶接部を中間に位
置させて両側に電極を設置して該電極に電流を短時間流
した場合に、スポット溶接部近傍は、非溶着部と溶着部
或は溶着部内でもその溶着の程度により、加熱される割
合が異なることから加熱後所定の時間を経過した時点で
その温度変化を赤外線カメラで検出し、その温度分布か
ら温度上昇の傾向が算出されて、これによりコロナボン
ド部及びナゲット径が判断される。
【0009】
【実施例】添付図面を参照して本発明の実施例について
説明する。図1は本発明に係るスポット溶接部を加熱
し、該加熱部の温度変化を赤外線カメラで検出する1つ
の実施例である。図において、1はスポット溶接部材で
あり、該スポット溶接部材1の裏面2はガスバ―ナ3に
よって加熱されるようになっている。そして該スポット
溶接部材1の表面4側には赤外線カメラ5を配置されて
おり、該赤外線カメラ5によりスポット溶接部材1の表
面4の温度変化を写すようにしたものである。なお、本
発明でスポット溶接部材の裏面及び表面とは、赤外線カ
メラが指向する側を表面とし、その反対側を裏面と表現
するように統一した。また、6はガスバ―ナ3の火炎に
よる赤外線カメラ5への直接的な影響を避けるために測
定部を除くスポット溶接部材1の表面4を覆った断熱材
であり、7は画像処理器である。
【0010】前記ガスバ―ナ3によってスポット溶接部
材1の裏面2を加熱した場合、該裏面2にはガウス分布
を有する熱量がスポット溶接部材1の溶接部を中心に一
定時間与えられることになる。この加熱によるスポット
溶接部材1の表面4への熱の伝導は非溶着部と溶着部或
は溶着部内でもその溶着の程度により異なり、確実に溶
着された部分が最高の熱伝導を示す。そこで該加熱の終
了後例えば0.2秒後にスポット溶接部材1の表面4側
から赤外線カメラ5によりスポット溶接部材1の表面4
の熱画像をとると、その温度分布は例えば図3に示すよ
うに中心部が最高の温度域となるような温度分布とな
る。
【0011】そこで、該映像された熱画像からの温度分
布を用いて、これを一次微分を行って温度の傾きの分布
を知り、該傾きの絶対値が最大となる位置をもってコロ
ナボンド径と判断し、更に二次微分を行ってその最大と
なる位置をもってナゲット径と判断するものである。
【0012】図2は本発明に係るスポット溶接部を加熱
し、該加熱部の温度変化を赤外線カメラで検出する他の
実施例である。図において、スポット溶接部材11の略
溶接中心部12を中間に位置させてその両側には電極1
3,14,15,16がそれぞれ設置されている。そし
てスポット溶接部材11の表面17側には赤外線カメラ
18が配置されており、19は画像処理器,20は制御
器,21は電源であり、図ではスポット溶接部材11の
表面17側の電極13,15が電源21に接続され、ス
ポット溶接部材11の裏面22側の電極14,16はそ
れぞれ絶縁材23,24によってスポット溶接部材11
と絶縁されている。したがって、電極13,15間が通
電して、電流はスポット溶接部材11の表面17側を流
れるようになっている。ぞして、電極14,16を電源
21に接続し電極13,15を絶縁状態にすると電流は
スポット溶接部材11の裏面22側を流れるようにな
り、電極13,16または14,15を電源21に接続
し、他の電極を絶縁状態にすると電流はスポット溶接部
材11の表面と裏面間に流れるようになる。
【0013】上述の如くスポット溶接部材11の略溶接
中心部12を中間に位置させてその両側電極に電流を短
時間流した場合、該電流は溶接中心部12を通過するこ
とになり、この電流はスポット溶接部材11の非溶着部
と溶着部或は溶着部内でもその溶着の程度によりその電
流密度が異なるために異なるジュ―ル熱を発生する。そ
こで該ジュ―ル熱による加熱の終了後例えば0.2秒後
にスポット溶接部材11の表面17側から赤外線カメラ
18によりスポット溶接部材11の表面17の熱画像を
とると、その温度分布は例えば図4,5,6に示すよう
に電流の流し方によって異なる温度分布を示す。
【0014】即ち、図4は電極14,16を電源21に
接続し電極13,15を絶縁状態にして、電流をスポッ
ト溶接部材11の裏面22側に流した場合の温度分布の
大略であり、図5は電極13,15を電源21に接続し
電極14,16を絶縁状態にして、電流をスポット溶接
部材11の表面17側に流した場合の温度分布の大略で
あり、図6は電極13,16または14,15を電源2
1に接続し、他の電極を絶縁状態にして、電流をスポッ
ト溶接部材11の表面17側から裏面22側または裏面
22側から表面17側に流した場合の温度分布の大略で
ある。
【0015】このようにして得られた温度分布を例えば
図4のような電流をスポット溶接部材11の裏面22側
に流した場合について演算処理する手段としては、先ず
図4のA―A断面の温度曲線を図7の上段に示すように
する。そしてこの曲線を一次微分し図7の中段に示すよ
うな傾きの分布を知り、この傾きの絶対値が最大となる
間隔Cをもってコロナボンド径と判断し、更に二次微分
を行って図7の下段に示すような曲線を得てその最大と
なる位置の間隔Nをもってナゲット径と判断するもので
ある。
【0016】なお、このようにスポット溶接部を加熱
し、該加熱部の温度変化を赤外線カメラで検出しナゲッ
トの大きさを測定する方法によるものと、前記従来技術
として示した超音波によりスポット溶接部のナゲットを
測定する方法によるものとを対比してナゲット径の大き
さを判断したが、その間に格別の差異が見られなかっ
た。
【0017】
【発明の効果】本発明では、スポット溶接部を加熱し、
該加熱部の温度変化を赤外線カメラで検出し、該カメラ
で検出された温度分布から温度上昇の傾向を算出し、該
算出した値からスポット溶接部のナゲットの大きさを測
定するため、正確なナゲットの全貌を短時間で簡単に知
ることができるものである。
【0018】しかも、スポット溶接部を加熱はガスバ―
ナ或は通電によって容易に行われ、温度分布の映像は大
気中で行わ得るので、従来例のような水中を利用する必
要がなく、その操作も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスポット溶接部のナゲット測定方
法に使用するのに適した装置の構成図である。
【図2】他の実施例の図1と同様な構成図である。
【図3】本発明に係る測定方法により得られるスポット
溶接部の温度分布図である。
【図4】他の実施例の図3と同様な温度分布図である。
【図5】更に他の実施例の図3と同様な温度分布図であ
る。
【図6】更にまた他の実施例の図3と同様な温度分布図
である。
【図7】図4によって得られた温度分布から算出される
説明図である。
【符号の説明】
1,11 スポット溶接部材 2,22 スポット溶接部材の裏面 3 ガスバ―ナ 4,17 スポット溶接部材の表面 5,18 赤外線カメラ 12 スポット溶接部の中心部 13,14,15,16 電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スポット溶接部を加熱し、該加熱部の温度
    変化を赤外線カメラで検出しナゲットの大きさを測定す
    る方法であって、赤外線カメラで検出された温度分布か
    ら温度上昇の傾向を算出し、該算出した値からスポット
    溶接部のナゲットの大きさを測定する方法。
  2. 【請求項2】スポット溶接部を加熱し、該加熱部の温度
    変化を赤外線カメラで検出しナゲットの大きさを測定す
    る方法であって、スポット溶接部の中心部の裏面をガス
    バ―ナで一定時間加熱し、所定時間後の表面側の温度分
    布を前記赤外線カメラで検出し、該赤外線カメラで検出
    された温度分布から温度上昇の傾向を算出し、該算出し
    た値からスポット溶接部のナゲットの大きさを測定する
    方法。
  3. 【請求項3】スポット溶接部を加熱し、該加熱部の温度
    変化を赤外線カメラで検出しナゲットの大きさを測定す
    る方法であって、スポット溶接部を中間に位置させて両
    側に電極を設置して、該電極に電流を短時間流し、その
    ときに発生するジュ―ル熱の変化による該スポット溶接
    部の表面側の温度分布を所定時間後に前記赤外線カメラ
    で検出し、該赤外線カメラで検出された温度分布から温
    度上昇の傾向を算出し、該算出した値からスポット溶接
    部のナゲットの大きさを測定する方法。
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