JPS58143264A - 音響放出による溶接欠陥の検知方法 - Google Patents

音響放出による溶接欠陥の検知方法

Info

Publication number
JPS58143264A
JPS58143264A JP57025984A JP2598482A JPS58143264A JP S58143264 A JPS58143264 A JP S58143264A JP 57025984 A JP57025984 A JP 57025984A JP 2598482 A JP2598482 A JP 2598482A JP S58143264 A JPS58143264 A JP S58143264A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
sensors
welding
slave
master
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP57025984A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6351505B2 (ja
Inventor
Koji Ishihara
石原 耕司
Koji Yamada
浩司 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP57025984A priority Critical patent/JPS58143264A/ja
Publication of JPS58143264A publication Critical patent/JPS58143264A/ja
Publication of JPS6351505B2 publication Critical patent/JPS6351505B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/14Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02854Length, thickness

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

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】 この発明は音響放出による溶接欠陥の検知方法に関し、
特に溶接中のアークの後方で冷却中の溶接金属中から生
ずる音響放出音を検出することによシ、内部欠陥とその
位置を検知する方法に関する。
サブマージアーク溶接やMIG溶接など、大電流溶接で
溶は込みの深い溶接をする場合、溶接欠陥として高温割
れを生じやすいことは周知の通υである1、この高温割
れは溶接金属の凝固温度範囲またはその直下の温度で発
生し、縦割れ、横割れ、ルート割れ、あるいは顕微鏡で
認められるような微細なもの捷で各種あるか、いずれも
機械的性質の低下を招く極めて危険なものである。この
高温割れは溶接金属だけでなく、それに隣接した熱影響
部の結晶粒粗大域にも生ずることがあり、これらの部分
での内部欠陥は外観検査では発見が困難でおる。
この発明は溶接中においてアークの後方で溶接欠陥、特
に高温割れをその程度と位置について非破壊的に且つリ
アルタイムで検知する方法を提供することを目的とする
ものであシ、それによって溶接継手の品質の向上を果そ
うとするものである。
すなわちこの発明は溶接欠陥の発生をそれに伴々う音響
放出音の検知によって認識するもので、欠陥の程度と発
生位置をアークノイズやフラックス割れ音或いは浴接金
属の変態前などに邪魔されずに適確に実時間で検知する
ことを可能とするものである。
この発明の検知方法のひとつの態様では、予じめ定めら
れた溶接速度で移動する溶接トーチのアーク直下点よシ
後方で溶着部の冷却過程において欠陥の発生し易い時期
に相当する位置にマスターセンサを配置し、このマスタ
ーセンサの前方で且つ溶接トーチの後方位置に第1のス
レーブセンサを配置し、また前記マスターセンサの後方
位置に第2のスレーブセンサを配置し、溶接中にマスタ
ーセンサおよび第1と第2のスレーブセンサを前記溶接
トーチと一体的に且つ相互位置関係を変えずに移動させ
つつ母材と溶接金属中を伝播してくる溶接金属の冷却中
の音響放出音をこれら3つのセンサで検出し、マスター
センサによる検出信号と第1および第2のスレーブセン
サによる検出信号との信号到着順位とを比較し、マスタ
ーセンサによる検出信号が第1到着順位であるときのみ
信号をと9こみ、このようにしてマスターセンサ近傍で
発生した音響放出音だけをとり出して、そのエネルギ、
リングダウンカウント、或いは電圧実効値の値から第1
のスレーブセンサとマスターセンサとの中点位置から第
2のスレーブセンサとマスターセンサとの中点位置まで
の範囲内に相当する溶接ビード内の欠陥の大きさとその
位置を判定する。
またこの発明の検知方法のもうひとつの態様では、予じ
め定められた溶接速度で移動する溶接トーチのアーク直
下点よシ後方の第1の位置に第1のマスターセンサを配
置し、前記第1の位置よシ更に後方の第2の位置に第2
のマスターセンサを配置し、更に前記第1のマスターセ
ンサの直前に第1のスレーブセンサを配置し、前記第2
のマスターセンサの直後に第2のスレーブセンサを配置
して、溶接中に第1と第2のマスターセンサおよび第1
と第2のスレーブセンサを前記溶接トーチと一体的に且
つ相互位置関係を変えずに移動させつつ母材と溶接金属
中を伝播してくる溶接金属の冷却中の音響放出音をこれ
ら4つのセンサで検出し、第1および第2のマスターセ
ンサによる検出信号と第1および第2のスレーブセンサ
による検出信号との信号到着順位を比較し、第1および
第2のマスターセンサの検出信号の信号到着順位が第1
および第2のスレーブセンサのそれよりも早い場合のみ
信号をとりこむことによシ、第1と第2のマスターセン
サの間の範囲内に相当する溶接ビード内で生じた音響放
出音のみをとシ出してその大きさと発生位置を検知する
ものである。
この発明の実施例を図示すれば、第1図において、(1
)は母材、(2)はフラックス層、(3)は溶接トーチ
、(4)はフラックスホッパノズル、<5)ハm接金属
で、この例ではサブマージアーク溶接に適用した場合を
示している。溶接トーチ(3)の直下のアーク点より1
・−チの溶接進行方向(矢印)に関して後方の距離t。
の位置において音響放出音検出用のマスターセンサ(財
)が配置され、このマスターセンサ(財)の直前に間隔
距離1.を隔てて同様の第1のスレーブセンサ(S、)
が配置され、またマスターセンサ(ロ)の後方にも間隔
距離4を隔てて同様の第2のスレーブセンサ(S、)が
配置されている。これらのセンサ(財)(S +) (
SZ)は、母材表面側に継手線に沿って一列に配列され
、溶接の進行に伴ってトーチ(3)と共に相互位置関係
を変えずに一体的に開先αηに沿って移動するようにか
されてい尿。1記距離toの位置すなわちマスターセン
サ(財)が配置されている位置は、溶接トーチよシ稜方
でセンサが溶接アークの熱的悪影響を受けない位置でし
かも予じめ与えられた溶接速度にて溶着部の冷却過程に
おいて欠陥の発生し易い時期に相当する位置である。(
6)はこれらセンサ(財)(S +) (SZ )から
の検出信号を処理する信号処理装置であシ、その出力デ
ータは記録装置(7)によって記録表示される。すなわ
ち信号処理装置(6)内においてスレーブセンサ(St
) (SX)の検出結果に基づく雑音除去とマスターセ
ンサ(財)の検出結果に基づく音響放出音の大きさに関
係する量、例えはリングダウンカウント、電圧実効値、
エネルギーなど、および時間的な判別が行なわれる。
音響放出の発生位置については、成る一定の長さくa)
をもって表わされる。つまりこれは第2図に示すように
マスターセンサ(財)とスレーブセンサ(S、)(Sz
)!:の各々の中点からマスターセンサ(財)寄りノ領
域として表わされる1、これらの検知結果が記録装置(
7)によって溶接材毎のデータとして記録されるわけで
ある。さらに欠陥が有害なものと判定された場合にはマ
ーカーaQによって有害欠陥発生位置にマーキングを行
なうようにすれば後工程での手入れに際して便利である
。このマーカーαQはセンサ(財)(81)(82)な
どと共に一体的に移動するものであることは述べるまで
もない。
第1図において信号処理装置(6)は以下の通シの構成
を備えている。すなわち、センサ(財)(S +)(S
t )がとらえた信号はそれぞれ前置増幅器(8)、フ
ィルタ(9)、主増幅器(ト)に通されて、これらによ
り信号中の必要な周波数成分のみが電気的処理のし易い
ように増幅され、各センサ出力ともに時間差比較回路(
11)に入る。ここでマスターセンサMの検出信号は両
スレーブセンサ(s r Xs”)の検出信号と各々信
号到着順位の比較をなされ、その結果によってマスター
センサ(財)の検出信号が第1到着順位であるときのみ
これを欠陥検知信号としてとり出し、これ以外を雑音と
して除去し、この欠陥信号だけが信号検出回路(6)へ
送られる。信号検出回路α埠では欠陥信号の振幅、継続
時間等々を検出し、有害度評価回路α→へこの検出結果
を送って判定したのち記録装置(7)に出力を送り、同
時に有害欠陥についてはマーカー作動回路αつへマーカ
ーαQの作動を指令するものである。
第3図はこの発明のもうひとつの実施例を示すもので、
第1図と同一符号は同等のものを示している。
この例もサブマージアーク溶接の場合を示しておシ、ト
ーチ直下のアーク点よシトーチの溶接進行方向(矢印)
に関し七後方の距離t0の第1の位置において第1のマ
スターセンサ(M、)が配置され、さらに距離りだけ後
方の第2の位置において第2のマスターセンサ(M、)
が配着され、第1のシスターセンサ(M、)の直前には
間隔距離1.を隔てて第1スレーブセンサ(St)が配
置され、また第2マスターセンサ(M、)の直後にも間
隔距離4を隔てて第2スレーブセンサ(S、)が配置さ
れている。これらセンサ(M+)(M*)(sl)(s
*)は全て溶接金属(5)中において冷却中に生じる割
れに基づ攻音響放出音を検知すべく、母材表面側に継手
線に沿って一列に配列さ′れ、溶接の進行に伴ガつてト
ーチ(3)と共に相対位置関係を変えずに一体的に移動
するようになされそいる1、前記トーチから距離t。の
位置すなわちマスターセ/す(M、)が配置されている
第1位置は、溶接トーチよ)後方でセンサが溶接アーク
の熱的影響を受けない位置であ如、また前記距離りすな
わちマスターセンサ(M2)が配置される第2位置は、
溶接トーチ(3)と連動したフラックス除去装置を使用
する場合はその影響を受けない位置、フラックス除去装
置を使用しない場合は、音響放出音の減衰を考慮した位
置とする。尚、前記距離t1および4はセンサot+X
Mg)(s t)(sz)のレスポンスと後述の信号処
理系の分解能とによって下限を定められ、この下限範囲
内でなるべく小さい値に選ばれるが、通常センザー直径
の2倍程度である。信号処理装[(6) K 1つてス
レーブセンサ(SIXSg)の検出信号に基づく雑音除
去およびマスターセンサ(M 、)(Mz )の検出信
号による音響放出音の大きさと発生位置の検知が行なわ
れ、この検知結果が記録装置(7)によって各溶接材毎
のデータと1で記録される。さらに、有害欠陥の場合は
(2)のマーカーによシ有害欠陥発生位置にマーキング
を行なうことも可能なことは先の実施例と同様である。
信号処理装置(6)においては、まずマスターセンサ(
Ml)(Mz)の検知音のうち第1マスターセンサ(M
l)の位置よシ前方のトーチ寄りで発生した音響成分を
スレーブセンサ(S、)の検知出力との相対的到着順位
の比較によシ除去し、また同様にマスターセ/す(Mj
XMt)の検知音のうち第2マスターセンサ(M2)の
位置よシ稜方で発生した音響成分をスレーブセンサ(S
、)の検知出力との比較によシ除去し、これによ)前者
の音響成分の大半を占めるアークノイズと、後者の音響
成分の大半を占めるフラックスの割れあるいはスラック
スはつり音等を雑音として除去する。さらに信号処理装
置(6)では前記のように雑音を除去したマスターセン
サ(Ml)(Mりの検知信号によシ距離りの範囲内のみ
で発生した音響放出音から欠陥の有害度と位置とを検出
し、これを記録装置(7)へ出力する。この場合、欠陥
の有害度はマスターセンサ出力の振幅と継続時間とによ
り求められ、発生位置は、先にその音響放出音を検知し
た方のマスターセンサからの距離Xとして、x=(L−
Jt−v)/2によシ求められる。
この式においてΔ(は両マヌターセンサでの音響放出音
の検出時間差、■は溶接金属ないし母材中の音速でおる
第3図において信号処理装置(6)は以下の通シの構成
を備えている。すなわち、センサ(Mθ(MzXs+)
(St )がとらえた信号は、それぞれ前置増幅器(8
)、フィルター(9)、主増幅器(2)により信号中の
必要な周波数成分のみが電気的処理のしやすい様に増幅
され、時間差比較回路aカにはいる。ここでマスターセ
ンサとスレーブセンサへの信号到着順位から欠陥信号か
雑音かの判別を行ない、欠陥信号と認められたものだけ
が信号検出回路(6)と位置標定回路0に送られる。位
置標定回路υでは時間差比較回路09で計測されたマス
ターセ/す(Ml)(Ml)への信号到着時間差Δtか
ら欠陥の発生位置を演算し、その結果を有害度評価回路
へ4に送る。信号検出回路(6)では、欠陥信号の振幅
、継続時間等々を求め、これらの結果を有害度評価回路
α尋に送る。有害度評価回路α4では位置評定回路(2
)と信号検出回路(6)とから送られた情報をもとに、
検出された欠陥の有害度を判定し、記録装置(7)に出
力するとともに手直し必要と判断された欠陥部について
は、マーカー作動回路αQを動作させ、位置評定回路員
で演算された位置にマーカーαQでマーキングを行なう
以上に述べた様に、この発明においては溶接中のトーチ
の後方で冷却中の溶接金属に対しある一定の部分につい
てのみ音響放出の連続監視が可能であシ、この部分では
溶接が正常から本来例等の音響放出も起るものではない
ので、この発明による連続監視で検出された音響放出音
は溶接金属ないし熱影響部の高温割れ等の溶接欠陥に起
因するものとみなすことができ、従ってその発生位置と
大きさとの記録データによって溶接継手部に欠陥発生の
マーキングを施すことが容易であり、さらにこのマーキ
ング個所の早期の補修作業によって溶接継手の品質を著
るしく高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るシステム構成のブロッ
ク図、第2図はマスターセンサによって音響発生位置が
限定される領域を説明するだめの模式図、第6図は本発
明のもうひとつの実施例を示すブロック図である。 (1):母材、(2):フラツクス、(3):溶接トー
チ、(4):フラツクスホッパ、(5):溶接金属、(
6):信号処理装置、(7):記録装置、(8):装置
増幅器、(9):フィルタ、(至):主増幅器、αめ:
時間差比−回路、a埠:信号検出回路、0:位置標定回
路、a4:有害度評価回路、05=マ一カー作動回路、
Q@:マーカー、α′i):溶接開先、(MI)(MI
)(M) :マスターセンサ、(81)(82)ニスレ
ープセンサ。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)予じめ定められた溶接速度で移動する溶接トーチ
    のアーク直下点よりe方位置にマスターセンサを配置し
    、このマスターセンサの前方で且つ溶接トーチの後方位
    置に第1のスレーブセンサを配置し、また前記マスター
    センサの彼方位置に第2のスレープセ/すを配置し、溶
    接中にマスターセンサおよび第1と第2のスレーブセン
    サを前記溶接トーチと一体的に且つ相互位置関係を変え
    ずに移動させつつ母材と溶接金属中を伝播してくる溶接
    金属の冷却中の音響放出音をこれらセンサで検出し、マ
    スターセンサによる検出信号と第1および第2のスレー
    ブセンサによる検出信号との信号到着順位とを比較し、
    マスターセンサによる検出信号が第1到着順位であると
    きのみ信号をとシこみ、そのエネルギ、リングダウンカ
    ウント、或いは電圧実効値の値から第1のスレーブセン
    サとマスターセンサとの中点位置から第2のスレーフセ
    /すとマスターセンサとの中点位置までの範囲内に相当
    する溶接ビード内の欠陥の有無を判定することを特徴と
    する音響放出による溶接欠陥の検知方法。
  2. (2)予じめ定められた溶接速度で移動する溶接トーチ
    のアーク直下点より彼方の第1の位置に第2のマスター
    センサを配置し、前記第1の位置よシ更に彼方の第2の
    位置に第2のマスターセンサを配置し、更に前記第1の
    マスターセンサの直前に第1のスレーブセンサを配置し
    、前記第2のマスターセンサの直後に第2のスレーブセ
    ンサを配置して、溶接中に第1と第2のマスターセンサ
    および第1と第2のスレーブセンサを前記溶接トーチと
    一体的に且つ相互位置関係を変えずに移動はせつつ母材
    と溶接金属中を伝播してくる溶接金属の冷却中の音響放
    出音をこれらセンサで検出し、第1および第2のマスタ
    ーセンサによる検出信号と第1および第2のスレーブセ
    ンサによる検出信号との信号到着順位を比較し、第1お
    よび第2のマスターセンサへの信号到着順位が第1およ
    び第2のスレーブセンサのそれよりも早い場合のみ信号
    をとりこむことにより、第1と第2のマスターセンサの
    間の範囲内に相当する溶接ビード内で生じた音響放出音
    のみをと多山してその発生位置を求めることを特徴とす
    る音響放出による溶接欠陥の検知方法。
JP57025984A 1982-02-22 1982-02-22 音響放出による溶接欠陥の検知方法 Granted JPS58143264A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57025984A JPS58143264A (ja) 1982-02-22 1982-02-22 音響放出による溶接欠陥の検知方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57025984A JPS58143264A (ja) 1982-02-22 1982-02-22 音響放出による溶接欠陥の検知方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58143264A true JPS58143264A (ja) 1983-08-25
JPS6351505B2 JPS6351505B2 (ja) 1988-10-14

Family

ID=12180974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57025984A Granted JPS58143264A (ja) 1982-02-22 1982-02-22 音響放出による溶接欠陥の検知方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58143264A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6243565A (ja) * 1985-08-21 1987-02-25 Nippon Kokan Kk <Nkk> 溶接欠陥のリアルタイム監視方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH027817A (ja) * 1988-06-15 1990-01-11 Fuji Electric Co Ltd ガス絶縁開閉装置のガス封入容器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6243565A (ja) * 1985-08-21 1987-02-25 Nippon Kokan Kk <Nkk> 溶接欠陥のリアルタイム監視方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6351505B2 (ja) 1988-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4144766A (en) Apparatus for the in-situ detection and location of flaws in welds
Sun et al. Sensor systems for real-time monitoring of laser weld quality
JP5028494B2 (ja) 材料接合部の自動試験方法
US9052273B2 (en) Method and installation for ultrasound inspection of butt-welding of two transverse ends of two metal strips
JP2685725B2 (ja) 板のレーザ突合せ溶接時のプロセス制御及び又は品質管理を行う方法および該方法を実施するためのレーザ溶接装置
JP6979299B2 (ja) 試験体の非破壊評価のためのシステム及び方法
CN107081503A (zh) 一种弧焊质量的红外无损检测装置及其红外无损检测方法
JPS6243565A (ja) 溶接欠陥のリアルタイム監視方法
Kumar Defects associated with welding techniques and their detection methods
CN206764093U (zh) 一种弧焊质量的红外无损检测装置
JPS58143264A (ja) 音響放出による溶接欠陥の検知方法
Cullen et al. Online defect detection and penetration estimation system for gas metal arc welding
JP3015877B2 (ja) 溶接部の動的ひずみ測定方法
JP2009066656A (ja) 連続鋳造鋳片の製造方法
JPH0215822B2 (ja)
JPS6342744B2 (ja)
JPH0215021B2 (ja)
JP2526218B2 (ja) 溶接欠陥の検査方法
JP4931671B2 (ja) 検査方法
JPS59151046A (ja) 内部欠陥検知方法
JP2002210575A (ja) レーザ溶接における溶接状態判定方法
US4336923A (en) Steel surface inspection apparatus
RU2003092C1 (ru) Способ обнаружени дефектов термообработки металлических изделий
Vasilev et al. In-process ultrasonic inspection of thin mild steel plate GMAW butt welds using non-contact guided waves
TWI900024B (zh) 軟化組織檢測方法、剩餘壽命推測方法以及檢查對象選定方法