JPS6056205A - 溶接部検出装置 - Google Patents

溶接部検出装置

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JPS6056205A
JPS6056205A JP16451383A JP16451383A JPS6056205A JP S6056205 A JPS6056205 A JP S6056205A JP 16451383 A JP16451383 A JP 16451383A JP 16451383 A JP16451383 A JP 16451383A JP S6056205 A JPS6056205 A JP S6056205A
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JP
Japan
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photosensor
welded
weld
welded part
detected
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Application number
JP16451383A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Hiwasa
日和佐 淳
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (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】 〔発明の技術分野〕 この発明は連続鋳造の溶接管等における溶接部を製造ラ
イン中で非破壊的に、しかも非接触で検出する溶接部検
出装置に関するものである。更に詳しく述べるならば、
連続鋳造の溶接管の製造では、鋼板の曲げ加工、溶接、
溶接材の洩れ出し部の削除(以後ビードカットと称す)
、溶接部の焼きなまし、裁断等の工程を連続的に1つの
ラインで行うことによって、製造時間の短縮、製造コス
トの低減が図られている。それら工程の中で溶接部の焼
きなましは溶接部付近を高周波加熱等によって局部的に
高温にし、溶接材と母材のなじみを良くするために行わ
れるのであるが、効率よく溶接部近傍を加熱するために
は、精度よく溶接部ケ検出し、溶接部に追従した加熱を
行う必要がある。
又、溶接部付近は他の部分に比べてストレスが集中し易
いし、熱影響も強く受けるので亀裂等の欠陥が生じ易い
場所であり、そのため近年溶接部近傍を特に倉入りに探
傷する傾向になってきたが。
そのためにも精度よく溶接部を検出し、欠陥位置検出精
度を高める必要がある。
この発明は、前述したような焼ぎなまし工程や。
オンライン探傷工程を精度よく行うために、精度よく溶
接部を検出する溶接部検出装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、この種の検出方法としては、熟練した検査員が目
視によって溶接部を検出する方法や、渦流センサを用い
て溶接部付近の組成変成部を渦電流損情報と磁気抵抗情
報からめる方法等があった。第1図に、渦電流センナを
用いて溶接部を検出する方法の原理を示す。第1図にお
いて、(1)は溶接鋼管等の被検材、(2)は溶接部、
(3)はビードカット部、(4)は送信用コイル、(5
a)、 (5b)はそれぞれ受信用コイル、(6a)、
(6b)は、送信用コイル(4)と受信用コイル(5a
)、 (5b)の間に形成される磁界。
(7)は送信用コイル(4)を駆動し、受信用コイル(
5a)(5b)の信号を検出する制御回路である。
次に動作について説明する。制御回路(7)から送信用
コイル(4)に低周波電流が流されると、それに応じて
送信用コイル(4)の周辺に低周波磁界が発生し、その
一部は受信用コイル(5a)、 (5b)を通る磁界(
6a) ”<b) Kなる。受信用コイk (5a)、
 (5b)は。
磁界(6a)、 (6b)を検出し、磁界(6a)、 
(6b)の大きさに応じた低周波電流な制御回路(4)
に流す。この時。
送信用コイル(4)、受信用コイル(5a)、 (5b
)の前面の状態が送信用コイル(4)に対して左右対称
であれば2つの受信用コイル(5a)、 (5b)の出
力は等しいが、左右が非対称、つまり、溶接部(2)が
左右のどちらかに偏っている場合や、受信用コイル(5
a)。
(5b)と被検材+11までの距離が異なる場合には磁
気抵抗や渦電流損の条件が異なるため、受信用コイル(
5a)、 (5b)の出力が等しくならない。 したが
って、制御回路(7)によって受信用コイル(5a)、
 (5b)の出力の差を検出し、その値が零になるよう
に送信用コイル(4)を受信用コイル(5a)、 (s
b)を走査することによって、溶接部(2)を検出する
ことができる。しかし、実際には送信用コイル(4)と
受信用コイル(5a)、 (5b)を内蔵した検出ヘッ
ドはピードカット部(3)の幅より大ぎくなるため、ピ
ードカット部(3)の両側のエツジにおける被検材(1
1表面の面の不連続を検出した信号の方が溶接部(2)
近傍の組成変成部を検出した信号より太ぎいのが通常で
ある。
そのため、従来のこの方式による溶接部検出装置では、
ビードカット部(3)の両側のエツジが送信用コイル(
4)に対して対称になる位置、言い換えればビードカッ
ト部(3)の中心位置を検出することによって溶接部(
2)を検出するようになっている。
従来の溶接部検出装置は以上のように構成されているの
で、ビードカット部(3)の両側のエツジにおける被検
材(11表面の面の不連続が太きければ。
溶接部(2)を精度よ(検出することができるが、ピー
ドカット部(3)の両側のエツジにおける不連続が小さ
い場合、あるいは、不連続の度合が両側のエツジで異な
る場合には溶接部(2)の検出精度は著しく劣化する。
その上、磁界(6a)、 (6b)の大ぎさは。
送信用コイル(4)、受信用コイル(5a)、 (5b
)と被検材(11との距離に大きく依存するため、受信
用コイルが十分な検出感度を持つためには、送信用コイ
ル(4)と受信用コイル(5a)、 (5b)を被検材
からあまり離すことができない。このことは連続鋳造ラ
イン等で稀に発生する異常形状の被検材(1)に対する
溶接部検出装置の保護の上で問題になる。
〔発明の概要〕
この発明は、これらの欠点を改善するためになされたも
ので、被検材(1)から離れた位置においてピードカッ
ト部(3)を安定して捕えることができ。
ピードカット部(3)の中心、即ち、溶接部(2)を精
度よく検出することのできる溶接部検出装置を提供する
ものである。
〔発明の実施例〕
以下、第2図に示すこの発明の一実施例について説明す
る。第2図において、(1)は、溶接鋼管等の被検材、
(2)は溶接部、(3)はビードカット部、(8)は溶
接部(2)付近な照明するための散乱光源、(9)は溶
接部(2)付近からの反射光を検出する2素子ホトセン
サ、 !+1は溶接部(2)付近の像を2素子ホトセン
サ(9)表面で結像するためのレンズ系である。又。
0Bは溶接部(2)付近における反射光の強度分布を模
式的に示したもので、Q2は反射光強度分布aυがレン
ズ系a1によって2素子ホトセンサ(9)の表面に投、
影された様子を模式的に示したものである。
散乱光源(8)によって、被検材(11の溶接部(2)
付近を照明することによって、入射光の一部は、被検材
filの表面で反射され、さらに反射光の一部はレンズ
系+1(1−通して2素子ホトセンサ(9)で受光され
る。ところで、連続鋳造の溶接鋼管等では、ピードカッ
ト直後のピードカット部(3)はその周辺に比べて光の
反射率が良いので、被検材(1)の溶接部(2)付近の
反射光の強度分布はαυに示すようにかなり矩形的な分
布になる。したがって、2素子ホトセンサ(9)の表面
に投影される反射光の強度分布もα2に示すようにかな
り矩形的な分布になる。
第3図は、2素子ホトセンサ(9)表面に投影される反
射光の強度分布Q3と2素子ホトセンサ(9)の位置関
係を模式的に示した図であり、同時に2素子ホトセンサ
(9)の出力を溶接部(2)の検出信号として取り出す
ための信号処理回路の例も示しである。
第3図において、(9)は2素子ホトセンサ、α3は2
素子ホトセンサに内蔵されているホトセンサエレメント
、 02は2素子ホトセンサ(9)の表面に投影される
反射光の強度分布、 +141は演算増幅器である。
第3図に示したように2素子ホトセンサ(9)のホトセ
ンサエレメント0騰を互いに逆方向に並列に接続し、演
算増幅器α心によってその出力電流を電圧に変換すると
、演算増幅器の出力として。
Eo=(Ish、”5h2)・R(・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(1)の電圧が得られる。ここで、
■、h4.■、h2はそれぞれのホトセンサエレメント
の出力電流であり。
それぞれのホトセンサエレメントに入射される反射光の
強度に比例する。
(1)式から明らかなように、2つのホトセンサエレメ
ントの特性が等しいものとすると、2つのホトセンサエ
レメントに入射される反射光の強度が等しい時に出力電
圧E。は零になり1反射光の強度が等しくない時には、
その差分に比例した電圧が発生する。即ち、第2図に示
したように、2素子ホトセンサ(9)表面に投影される
反射光の強度分布02が2つのホトセンサエレメント0
3の中心に対して対称である場合には演算増幅器■の出
力電圧E。
は零になり、2素子ホトセンサ(9)表面に投影される
反射光の強度分布α2が2つのホトセンサエレメントの
どちらかの方向へ移動し、2つのホトセンサエレメント
0の中心に対して対称でなくなった場合には、移動した
方向に応じてプラス、あるいはマイナスの出力電圧が発
生するので、演算増幅器Iの出力電圧をモニターしなが
ら、出力電圧が零になるように散乱光源+81. 2素
子ホトセンサ(9)。
レンズ光取りを移動してやることによって反射光の強度
分布圓の中心、即ち、溶接部(21ff検出することが
できる。
なお、以上は連続鋳造の溶接鋼管における溶接部検出の
場合について説明したが、この発明はこれに限らず、溶
接後ビードカットを施した被検材で、ピードカット部と
その周辺部の光の反射効率の違いが観測されるものであ
ればすべてに適用することができる。
〔発明の効果」 以上のように、この発明によれば構成が簡単で軽量な溶
接部検出装置を実現できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の溶接部検出装置の動作原理な説明する図
、第2図は本発明の一実施例を示した図。 第3図は、2素子ホトセンサ(9)表面に投影される反
射光の強度分布の例と1本発明による溶接部(2)検出
のための信号処理系の例な示した図である。 図中、(1)は被検材、(2)は溶接部、(3)はピー
ドカット部、(4)は送信用コイル、(5a)、 (5
b)は受信用コイル、(6a)、 (6b)は磁界、(
7)は制御回路、(8)は照明装置、(9)は2素子ホ
トセンサ、0IIIはレンズ系、 +111は反射光の
強度分布、a2は投影反射光の強度分布。 Q3はホトセンサエレメント、04は演算増幅器である
。なお1図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付
して示しである。 代理人大岩増雄 第1図 第3図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 連続鋳造の溶接鋼管等の溶接部を非破壊的に検出する溶
    接部検出装置において、前記溶接部付近を照明する手段
    と、被溶接材表面に平行でかつ溶接ラインに垂直方向に
    配列した2素子のホトセンサエレメントからなるホトセ
    ンサと、前記ホトセンサ表面に前記溶接部付近の像を結
    像するように配置したレンズ系とな有し、前記溶接部付
    近の溶接材洩れ出しを削除した部分からの反射光を前記
    ホトセンサで検出し、前記2素子のホトセンサエレメン
    ト出力が等しくなる位置を検出することによって前記溶
    接部を検出することを特徴とする溶接部検出装置。
JP16451383A 1983-09-07 1983-09-07 溶接部検出装置 Pending JPS6056205A (ja)

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