JPS5841347A - 溶接部検出装置 - Google Patents

溶接部検出装置

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JPS5841347A
JPS5841347A JP56138464A JP13846481A JPS5841347A JP S5841347 A JPS5841347 A JP S5841347A JP 56138464 A JP56138464 A JP 56138464A JP 13846481 A JP13846481 A JP 13846481A JP S5841347 A JPS5841347 A JP S5841347A
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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】 本発明は電縫管などの金属材の溶接部を検出する溶接部
検出装置に関する。
近年、電縫管などの溶接鋼管は溶接技術の進歩により継
ぎ目（シーム部）の信頼性が著しく向上している。溶接
鋼管は継ぎ目なし鋼管に比べ低価格であるため、油井管
やラインパイプとして多く用いられるようになっている
。溶接鋼管の製造工程において溶接部の検査が行われる
。溶接部の検査項目としては水圧試験や超音波試験があ
る。この検査を行なうにあたっては溶接部が所定位置に
くるようにしなければならない。この位置合せ作業は２
個のターニングローラー上に鋼管を載置し、鋼管全低速
で回転させることにより行なわれる。
この位置合せ作業を行なうため溶接部を検出することが
必要となる。
従来、溶接部の検出は検査員の目視により行なっている
。しかしながら、鋼管表面より目視により溶接部を探す
ことは難しく熟練を要し、作業能率が悪いという欠点を
有する。
このため溶接部を自動的に検出する装置の開発が強く要
望され、各種方法が提案されている。
その１つの方法として、例えば特開昭５１−１３３０７
３号公報に記載されているような渦流方式は溶接部を焼
きなまし処理していない鋼管には有効であるが、しかし
、焼＠なまし処理した鋼管では溶接部と非溶接部の透磁
率の差が小さくなり、溶接部の検出が難しいという欠点
がある。
他の方法としては、例えば特開昭５０−３６１８６号公
報に記載されているように圧電形超音波探触子を用いて
超音波の減衰度によって検出する超音波方式がある。本
発明者達はこの超音波方式を用いて実験したところ、溶
接部と非溶接部における超音波の減衰量にほとんど差が
なく溶接部の検出が不可能であった。この原因について
本発明者達は失敗を繰返しながら種々の実験と検討を行
った結果、溶接部の組成に原因があることを見い出した
。
したがって、本発明の目的は超音波方式による溶接部の
検出を実現し得る溶接部検出装置を提供することにある
。
本発明の特徴とするところは金属材に横波モードの超音
波を発生させ、金属材中を伝播した横波超音波の減衰量
により溶接部を検出するようにしたことにある。
第１図に本発明の実施例金示す。
第１図は電縫管の溶接部を検出する場合の実施例で、鋼
管ｌに対向して内部に直流コイル５全巻装した断面Ｅ字
形電磁石鉄心３が配置されている。
鉄心３の中央脚先端（鋼管対向面）には送受信コイル４
が設けられている。直流コイル５は励磁電源６により励
磁され、送受信コイル４はパルス発生器７によりパルス
電流を供給される。送受信コイル４で受信した受信信号
は増幅器８で増幅され、比較器９へ加えられる。比較器
９は時間制御回路１１が出力を発生している間だけ比較
動作を行い、受信信号レベルが設定値り以下のとき出力
を生じてリレー回路１０を駆動する。時間制御回路１１
はパルス発生回路７が送信パルスＴ’に生じてから一定
時間だけ出力を生じる。この一定時間は鋼管の肉厚や超
音波の減衰量などによって決定される。
次に、その動作を説明する。
まず、直流コイル５を励磁電源６で励磁し、鋼管１に直
流磁界金加える。この状態において送受信コイル４にパ
ルス発生回路７からパルス電流を与えると、変化磁界に
より鋼管１の送受信コイル対向面に渦電流が発生する。
この渦電流と直流磁界との相互作用により鋼管１の外面
に変化歪が発生し、この変化歪が超音波（横波モード超
音波）として底面（内面）に向けて伝播する。鋼管１の
肉厚内を伝播した超音波は内面で反射する。内面からの
反射波が外面に到ると、その反射波（変化歪）と直流磁
界との相互作用で誘導電流が発生する。この誘導電流に
よる変化磁界全送受信コイル４で検出する。送受信コイ
ル４には変化磁Ｗの大きさに比例した大きさのパルス状
電圧が誘起される。超音波は鋼管１の肉厚を減衰しなが
ら、外面と内面との間を往復する。したがって、送受信
コイルには例えば第４図に示したようにパルス発生回路
７より送信パルスＴを与えた後に、反射波Ｂ、、Ｂ、、
Ｂ、が外面に到達する毎にパルス状電圧が誘起される。
発明者達の実験によると、横波超音波は溶接部と非溶接
部とで反射波の減衰量が異なり、溶接部で著しく減衰す
ることが確認された６それ故に、比較器９の設定値りを
適当な値に選定することにより反射波のレベルと溶接部
と非溶接部を識別できる。比較器９は反射波レベルが設
定値り以下のとき出力を生じリレー回路１１を、駆動す
る。このように動作を行い溶接部を検出する。
さて、次に上述の説明において溶接部で反射波が著しく
減衰する理由を詳細に述べる。
一般に電縫管は第２図に示したような工程で製造される
。コイル状に巻かれた帯鋼１３が巻きほどかれ、フォー
ミングミル１２Ａ、１２Ｂで成形された後に抵抗溶接さ
れる。このように、突き合せ溶接された鋼管の溶接部の
組織を調べてみると第３図に示したようになっている。
すなわち、溶接部では溶融部を中心として組織が山状の
流れになっている。一方、非溶接部（母材）では内外面
に対して平行な組織の流れとなっている。
本発明者達が溶接部、非溶接部に第５図（ａ）、（ｂ）
に示しだように磁界を各々与え、縦波（同図（ａ））と
横波（同図（ｂ））の電磁超音波を発生させて実験した
ところ、第４図に示すように、横波では溶接部で著しい
反射波Ｂの減衰がみられた。これに対し、縦波では第４
図に示す如く溶接部と非溶接部とで反射波Ｂのレベル差
がみられなかった。この原因は種々検討した結果、第３
図に示すように横波では組織の流れが導波管のような役
割を果し、超音波が矢印の如く散乱するのに対して、縦
波では組織の流れに影響されないためであることが確認
された。鋼管を焼きなまし処理しても、第３図に示した
組織の流れは変化せず、それ故に焼きな１し材でも溶接
部の検出可能であることを確認している。
本発明は以上のようにして溶接部の検出を行うものであ
るが、特開昭５０−３６１８６号公報に記載されている
超音波方法は接触媒質として水を使用しているところか
ら縦波のため検出し得ないのである。縦波であることは
横波が液体中には存在しないことから明らかなことであ
る。本発明は電縫管などの溶接部には第３図に示したよ
うに、組織の流れにきわたった特徴があり、これにより
横波モードの超音波が減衰することを発見し、この横波
モードの超音波を用いることによって溶接部を検出する
ことができるのである。
そして、上述の実施例は鋼管に電磁的に超音波を発生さ
せているので、鋼管と非接触で簡単に検出することがで
きる。
以上説明したように本発明によれ−は焼＠なました金属
材の溶接部を検出し得る超音波方法を実用に供し得るこ
とができる。
なお、上述の実施例では鋼管に電磁石によって直流磁界
を与えているが永久磁石であっても良く、また鋼管でな
くとも突き合せ溶接する銅帯の溶接部を検出できるのは
明らかなことである。
寸だ、本発明は電磁的に超音波を発生させるものに限ら
ず、圧電形探触子を固体物質の接触媒体を用いて横波を
発生させるようにしても実現できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は鋼管
の製造装置の概略構成図、第３図、第４図は本発明の詳
細な説明するための波形図、第５図は縦波超音波と横波
超音波の発生原理全説明するための構成図である。 １・・・鋼管、２・・・溶接部、３・・・電磁石鉄心、
４・・・送受信コイル、５・・・直流コイル、６・・・
励磁電源、７・・・パルス発生器、８・・・増幅器、９
・・・比較器、１゜茅　１　図 ／／ 茅　２　図 第　３　目 茅　４　閾 特開”Ｕ！’１８−４１３４７（４） 揶　Ｓ　町 （久） Ｃｂ）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ］、金属材に横波超音波を発生させる超音波発生手段と
    、前記金属材中を伝播した横波超音波を検出する超音波
    検出手段とを有し、該検出手段に検出された横波超音波
    減衰度の大きさにより溶接部を検出するようにしたこと
    を特徴とする溶接部検出装置。 ２、金属材に静磁界を加える磁石の金属材対向面に取付
    けられた送受信コイル全方し、前記金属材と対向配置さ
    れる探触子と、この探触子の前記送受信コイルに受信さ
    れる検出信号のレベルを判別するレベル検出装置と′ｆ
    ｆ：ｗし、前記送受信コイルをパルス励磁することによ
    り前記金属材に発生し伝搬した横波超音波の信号レベル
    によって前記金属材の溶接部を検出するようにしたこと
    を特徴とする溶接部検出装置。
JP56138464A 1981-09-04 1981-09-04 溶接部検出装置 Granted JPS5841347A (ja)

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JP56138464A JPS5841347A (ja) 1981-09-04 1981-09-04 溶接部検出装置
US06/411,880 US4481824A (en) 1981-09-04 1982-08-26 Weld detector
DE8282108057T DE3276724D1 (en) 1981-09-04 1982-09-01 Weld detector
EP82108057A EP0074085B1 (en) 1981-09-04 1982-09-01 Weld detector

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JPH0148503B2 JPH0148503B2 (ja) 1989-10-19

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