JPS588954B2 - シ−ム溶接の超音波検査装置 - Google Patents
シ−ム溶接の超音波検査装置Info
- Publication number
- JPS588954B2 JPS588954B2 JP10851176A JP10851176A JPS588954B2 JP S588954 B2 JPS588954 B2 JP S588954B2 JP 10851176 A JP10851176 A JP 10851176A JP 10851176 A JP10851176 A JP 10851176A JP S588954 B2 JPS588954 B2 JP S588954B2
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- JP
- Japan
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- ultrasonic
- welding
- electrode
- welded
- seam welding
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はシーム溶接部の超音波によるインプロセス（
Ｉｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ）非破壊検査装置に関するもので
ある。
Ｉｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ）非破壊検査装置に関するもので
ある。
従来、スポット溶接については超音波を用いた有効なイ
ンプロセス検査装置が発明されているが、シーム溶接に
関してはこのように有効なインプロセス検査装置が皆無
の状態にある。
ンプロセス検査装置が発明されているが、シーム溶接に
関してはこのように有効なインプロセス検査装置が皆無
の状態にある。
この発明は１つの振動子によりインプロセスの非破壊検
査を行なう装置を提供するもので、一方の電極に送受信
兼用の超音波振動子を装着してパルス状の超音波を送出
させ、他方の電極に設けた超音波反射面で反射された超
音波を検知し、その波高値の変化を検出して溶接状態を
定量的に判定するようにしたものである。
査を行なう装置を提供するもので、一方の電極に送受信
兼用の超音波振動子を装着してパルス状の超音波を送出
させ、他方の電極に設けた超音波反射面で反射された超
音波を検知し、その波高値の変化を検出して溶接状態を
定量的に判定するようにしたものである。
まずこの発明の基礎となる溶接時間中における上記超音
波反射波の波高値の時間的変化を実験の結果により説明
する。
波反射波の波高値の時間的変化を実験の結果により説明
する。
第１図はこの発明を適用した装置の溶接時における、電
極、超音波振動子および被溶接材の配置と超音波の進行
状態を示す図、第２図は振動子に検知されブラウン管上
に示された、多重反射波形を示す図で、１は電極、２は
送受信兼用の超音波振動子で、電極１に穿設された孔３
の内端面３１に装着される。
極、超音波振動子および被溶接材の配置と超音波の進行
状態を示す図、第２図は振動子に検知されブラウン管上
に示された、多重反射波形を示す図で、１は電極、２は
送受信兼用の超音波振動子で、電極１に穿設された孔３
の内端面３１に装着される。
４は電極１に対向する他方の電極、５は電極４に穿設さ
れた孔、５１は孔５の内端面で超音波反射面を形成する
。
れた孔、５１は孔５の内端面で超音波反射面を形成する
。
６は電極１の先端面、７は電極４の先端面、８および９
はそれぞれ被溶接材、１０は被溶接材８，９の接触面、
１１は被溶接材８の電極１の先端面６との接触面、１２
は被溶接材９の電極４の先端面７との接触面、１３は超
音波振動子２を駆動し、また超音波振動子２に超音波反
射波が入力した際変換される電気信号を検出する送受信
装置である。
はそれぞれ被溶接材、１０は被溶接材８，９の接触面、
１１は被溶接材８の電極１の先端面６との接触面、１２
は被溶接材９の電極４の先端面７との接触面、１３は超
音波振動子２を駆動し、また超音波振動子２に超音波反
射波が入力した際変換される電気信号を検出する送受信
装置である。
Ｔは送信波、Ｂ１は送信波Ｔが電極１の先端面６および
接触面１０，１１および１２においてそれぞれ反射した
反射波が合成され、振動子２に入力された第１の反射波
、Ｂ２は第１の反射波Ｂ１が電極１の孔３の内端面３１
で反射したのち再び電極４の方向に進行し、電極１の先
端面６および接触面１０，１１および１２でそれぞれ反
射され合成された第２の反射波、Ｃは進行波Ｔのうち接
触面１０，１１および１２を透過した超音波が超音波反
射面５１で反射された後に再び接触面１０，１１および
１２を透過して振動子２に到達した反射波である。
接触面１０，１１および１２においてそれぞれ反射した
反射波が合成され、振動子２に入力された第１の反射波
、Ｂ２は第１の反射波Ｂ１が電極１の孔３の内端面３１
で反射したのち再び電極４の方向に進行し、電極１の先
端面６および接触面１０，１１および１２でそれぞれ反
射され合成された第２の反射波、Ｃは進行波Ｔのうち接
触面１０，１１および１２を透過した超音波が超音波反
射面５１で反射された後に再び接触面１０，１１および
１２を透過して振動子２に到達した反射波である。
第１の反射波Ｂ１ の主成分は接触面１１および電極１
の先端面６よりの反射波であり、通電時間の時間経過に
つれて接触面１１と電極１の接触状態がよくなること及
び接触面積が増加するため反射波Ｂ１は単調に減少する
。
の先端面６よりの反射波であり、通電時間の時間経過に
つれて接触面１１と電極１の接触状態がよくなること及
び接触面積が増加するため反射波Ｂ１は単調に減少する
。
また反射波Ｂ２は反射波Ｂ１とほぼ相以的な変化をする
。
。
一方、反射面５１よりの反射波Ｃは、溶接部を２度通過
するため、被溶接材８，９の温度上昇による物性変化の
影響を受けるので、反射波Ｂ１，Ｂ２のように乍調な変
化はしない。
するため、被溶接材８，９の温度上昇による物性変化の
影響を受けるので、反射波Ｂ１，Ｂ２のように乍調な変
化はしない。
第３図は溶接時間と反射波Ｃの波高値との関係を示す図
で、溶接電流が流れ初める時間０からある時点Ａまで、
溶接時間の時間経過と共に反射波Ｃの波高値は単調に増
加する。
で、溶接電流が流れ初める時間０からある時点Ａまで、
溶接時間の時間経過と共に反射波Ｃの波高値は単調に増
加する。
この理由は溶接時間の経過とともに接触面１０，１１お
よひ１２の温度が士昇し、接触状態が良くなるためであ
る。
よひ１２の温度が士昇し、接触状態が良くなるためであ
る。
さらに溶接時間が経過すると時点Ａから時点Ｂまで間に
急激に減少する。
急激に減少する。
溶接部の断面を検査すると、時点Ａから時点Ｂに至る過
程において微少な溶融部（ナゲット）が形成され始めて
いる。
程において微少な溶融部（ナゲット）が形成され始めて
いる。
すなわち、時点Ａから時点Ｂへの変化は、接合面１０附
近の金属が固和から液相に転相する場合の超音波の急激
な減衰によるものと考えられる。
近の金属が固和から液相に転相する場合の超音波の急激
な減衰によるものと考えられる。
従ってこの時点Ｂを検出することにより、溶融部の形成
の有無を検知することができる。
の有無を検知することができる。
さらに通電時間が経過すると、反射波Ｃの尖頭値は再び
増加し、時点Ｄで通電が終了する。
増加し、時点Ｄで通電が終了する。
第４図は反射波Ｃの通電時間終了時点Ｄにおける尖頭値
Ｈ２と、時点Ｂにおける尖頭値Ｈ１との差Ｈ２−Ｈ１と
溶融部径との関係を示す図で、両者の間には良い相関関
係が得られている。
Ｈ２と、時点Ｂにおける尖頭値Ｈ１との差Ｈ２−Ｈ１と
溶融部径との関係を示す図で、両者の間には良い相関関
係が得られている。
したがって反射波Ｃをゲート回路により選択的に検出し
、通電時間終了時Ｃの反射波の尖頭値Ｈ２と、時点Ｂに
おける尖頭値Ｈ１とを検出し、その差Ｈ２一Ｈ１を求め
ることにより形成される溶融部の径を知ることができる
ので、このことから溶接部分の良否について信頼性の高
い推定をすることができる。
、通電時間終了時Ｃの反射波の尖頭値Ｈ２と、時点Ｂに
おける尖頭値Ｈ１とを検出し、その差Ｈ２一Ｈ１を求め
ることにより形成される溶融部の径を知ることができる
ので、このことから溶接部分の良否について信頼性の高
い推定をすることができる。
なお、スポット溶接の検査装置等にとり入れられている
従来の送・受２個の振動子を有する透過法と比較すると
、この発明の方法は、超音波が溶接部を２回通過するた
め、溶融部の径に対応した超音波反射波の尖頭値の変化
が大きくなり、より精度の高い結果が得られる。
従来の送・受２個の振動子を有する透過法と比較すると
、この発明の方法は、超音波が溶接部を２回通過するた
め、溶融部の径に対応した超音波反射波の尖頭値の変化
が大きくなり、より精度の高い結果が得られる。
以下、この発明におけるシーム溶接の超音波検査装置の
一実施例を図に基づいて説明する。
一実施例を図に基づいて説明する。
第５図はこの発明におけるシーム溶接の超音波検査装置
の一実施例の構成を示す正面図、第６図は第５図におけ
る線■−■を示す断面図である。
の一実施例の構成を示す正面図、第６図は第５図におけ
る線■−■を示す断面図である。
図において、１４，１５は前記被溶接材８，９を挾んで
加圧しながら通電して溶接する一対の円板状電極、１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ａはこの一方の円板状電極１
４の円周にそって穿設された複数個の孔、１７ａ，１７
ｂ，１７ｃ，１７ｄはこの孔１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，
１６ｄにそれぞれ組込まれた超音波振動子で、リード線
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄを介して前記送受信装
置１３に接続されている。
加圧しながら通電して溶接する一対の円板状電極、１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ａはこの一方の円板状電極１
４の円周にそって穿設された複数個の孔、１７ａ，１７
ｂ，１７ｃ，１７ｄはこの孔１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，
１６ｄにそれぞれ組込まれた超音波振動子で、リード線
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄを介して前記送受信装
置１３に接続されている。
１９は他方の円板状電極１５の円周にそって設けられた
超音波反射面、２０は被溶接材８，９内に形成された溶
融部（ナゲット）である。
超音波反射面、２０は被溶接材８，９内に形成された溶
融部（ナゲット）である。
次に上記のように構成されたこの発明におけるシーム溶
接の超音波検査装置の一実施例の作用を図に基づいて説
明する。
接の超音波検査装置の一実施例の作用を図に基づいて説
明する。
まず一対の円板状電極１４．１５で被溶接材８，９を挾
み、加圧しながら通電して図における矢印Ａ，Ｂ方向に
回転させると、被溶接材８，９は矢印Ｃ方向に移動しな
がら内部に溶融部２０が形成されてシーム溶接が行なわ
れる。
み、加圧しながら通電して図における矢印Ａ，Ｂ方向に
回転させると、被溶接材８，９は矢印Ｃ方向に移動しな
がら内部に溶融部２０が形成されてシーム溶接が行なわ
れる。
今、送受信装置１３を働かせて超音波振動子１７ａ，１
７ｂ，１７ｃ，１７ｄから超音波を送出した場合、溶接
部からはずれた位置に送出された超音波は一方の円板状
電極１４円周表面で反射されて再び超音波振動子Ｌ７ａ
，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄに戻る。
７ｂ，１７ｃ，１７ｄから超音波を送出した場合、溶接
部からはずれた位置に送出された超音波は一方の円板状
電極１４円周表面で反射されて再び超音波振動子Ｌ７ａ
，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄに戻る。
（図におけるＢ１波）一方、両円板状電極１４，１５の
中心を結んだ線上に送出された超音波（図におけるＴ波
）の一部は溶接部を通過して他方の円板状電極１５に設
けられた超音波反射而１９に至り、ここで反射されて再
び元に戻る。
中心を結んだ線上に送出された超音波（図におけるＴ波
）の一部は溶接部を通過して他方の円板状電極１５に設
けられた超音波反射而１９に至り、ここで反射されて再
び元に戻る。
（図におけるＣ波）このＣ波は溶接部を２回通過するた
め溶接部の物理的な状態、すなわち接合部が溶融してい
るか否かによって著しい変化を受け、また溶融している
場合もその溶融部２０の大きさによって透過度合が異な
る。
め溶接部の物理的な状態、すなわち接合部が溶融してい
るか否かによって著しい変化を受け、また溶融している
場合もその溶融部２０の大きさによって透過度合が異な
る。
したがって、このＣ波の大きさを検出すれば前記詳細に
説明した理由により溶接部の溶触状態を判定することが
できる。
説明した理由により溶接部の溶触状態を判定することが
できる。
この実施例においては超音波振動子が４個組込まれてい
るので円板状電極１４が一周する間に、シーム溶接の溶
接線上の４ケ所をスポット的に検査できるわけであるが
、超音波振動子の数を多くすればそれに対応してこまか
いピッチの検査も可能となる。
るので円板状電極１４が一周する間に、シーム溶接の溶
接線上の４ケ所をスポット的に検査できるわけであるが
、超音波振動子の数を多くすればそれに対応してこまか
いピッチの検査も可能となる。
第７図及び第８図は一対の電極が一個の円板状電極１４
と裏当金２１とで構成された場合を示す図で、裏当金２
１には超音波反射面２２が形成されていて、第５図及び
第６図に示されたー実施例のものと同様の作用を行なう
ものである。
と裏当金２１とで構成された場合を示す図で、裏当金２
１には超音波反射面２２が形成されていて、第５図及び
第６図に示されたー実施例のものと同様の作用を行なう
ものである。
この発明は以上の説明により明らかなように、重ねられ
た被溶接材を両面から一対の円板状電極または一ケの円
板状電極と裏当金とで挾み、加圧通電して溶接するもの
において、一方の電極に配設せる超音波振動子を駆動し
てパルス状に超音波を送出させ、他方の電極に形成せる
反射面で被溶接材を通って伝播して来た超音波を反射さ
せ、この反射波が上記被溶接材を再び通って上記超音波
振動子に戻ってきたのを超音波送出時の間に検出し、こ
の検出せる反射波の尖頭値の変化から上記被溶接材に形
成される溶融部分（ナゲット）の状態を判別するように
したもので、溶接と同時に溶接状態の良否の判定をする
ことができ、使用する超音波振動子は１個であるにもか
かわらず高精度の判定ができるもので、実用上大きな効
果を奏しうるものである。
た被溶接材を両面から一対の円板状電極または一ケの円
板状電極と裏当金とで挾み、加圧通電して溶接するもの
において、一方の電極に配設せる超音波振動子を駆動し
てパルス状に超音波を送出させ、他方の電極に形成せる
反射面で被溶接材を通って伝播して来た超音波を反射さ
せ、この反射波が上記被溶接材を再び通って上記超音波
振動子に戻ってきたのを超音波送出時の間に検出し、こ
の検出せる反射波の尖頭値の変化から上記被溶接材に形
成される溶融部分（ナゲット）の状態を判別するように
したもので、溶接と同時に溶接状態の良否の判定をする
ことができ、使用する超音波振動子は１個であるにもか
かわらず高精度の判定ができるもので、実用上大きな効
果を奏しうるものである。
第１図はこの発明を適用した装置の溶接時における電極
、超音波振動子および被溶接材の配置と超音波の進行状
態を示す図、第２図は振動子に検知されたブラウン管上
に示された多重反射波形を示す図、第３図は溶接時間と
反射波Ｃの波高値との関係を示す図、第４図は反射波Ｃ
の通電時間終了時点Ｃにおける尖頭値Ｒ２と、時点Ｂに
おける尖頭値Ｈ１との差Ｈ２−Ｈ１と溶融部径との関係
を示す図、第５図はこの発明におけるシーム溶接の超音
波検査装置の一実施例の構成を示す正面図、第６図は第
５図における線■−■を示す断而図、第７図及び第８図
はこの発明におけるシーム溶接の超音波検査装置の一対
の電極が一個の円板状電極と裏金とで構成された場合を
示す図である。 図において、１３は送受信装置、１４．１５は円板状電
極、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは超音波振動子、
１９，２２は超音波反射面、２１は裏当金である。 尚、各図中同一符号はそれぞれ同一又は相当部分を示す
ものである。
、超音波振動子および被溶接材の配置と超音波の進行状
態を示す図、第２図は振動子に検知されたブラウン管上
に示された多重反射波形を示す図、第３図は溶接時間と
反射波Ｃの波高値との関係を示す図、第４図は反射波Ｃ
の通電時間終了時点Ｃにおける尖頭値Ｒ２と、時点Ｂに
おける尖頭値Ｈ１との差Ｈ２−Ｈ１と溶融部径との関係
を示す図、第５図はこの発明におけるシーム溶接の超音
波検査装置の一実施例の構成を示す正面図、第６図は第
５図における線■−■を示す断而図、第７図及び第８図
はこの発明におけるシーム溶接の超音波検査装置の一対
の電極が一個の円板状電極と裏金とで構成された場合を
示す図である。 図において、１３は送受信装置、１４．１５は円板状電
極、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは超音波振動子、
１９，２２は超音波反射面、２１は裏当金である。 尚、各図中同一符号はそれぞれ同一又は相当部分を示す
ものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一方に超音波振動子が配設されるとともに他方に超
音波反射面が形成された一対の円板、または一個の円板
と裏当金とで構成される一対の電極、これら一対の電極
で被溶接材を挾んで加圧し溶接電流を通電する装置、上
記超音波振動子を間けつ的に駆動してパルス状に超音波
を送出させるとともに送出休止期間内に上記超音波反射
面からの超音波反射波を上記超音波振動子により検知し
て電気信号として出力する送受信装置を備え、上記被溶
接材の溶接状態の良否を判定することを特徴とするシー
ム溶接の超音波検査装置。 ２ 超音波振動子が電極の円周にそって複数個配設され
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシーム
溶接の超音波検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10851176A JPS588954B2 (ja) | 1976-09-09 | 1976-09-09 | シ−ム溶接の超音波検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10851176A JPS588954B2 (ja) | 1976-09-09 | 1976-09-09 | シ−ム溶接の超音波検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5333945A JPS5333945A (en) | 1978-03-30 |
| JPS588954B2 true JPS588954B2 (ja) | 1983-02-18 |
Family
ID=14486625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10851176A Expired JPS588954B2 (ja) | 1976-09-09 | 1976-09-09 | シ−ム溶接の超音波検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS588954B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07169882A (ja) * | 1991-05-23 | 1995-07-04 | At & T Corp | モールドされた集積回路パッケージ |
-
1976
- 1976-09-09 JP JP10851176A patent/JPS588954B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07169882A (ja) * | 1991-05-23 | 1995-07-04 | At & T Corp | モールドされた集積回路パッケージ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5333945A (en) | 1978-03-30 |
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