JPS6255958B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6255958B2 JPS6255958B2 JP3650281A JP3650281A JPS6255958B2 JP S6255958 B2 JPS6255958 B2 JP S6255958B2 JP 3650281 A JP3650281 A JP 3650281A JP 3650281 A JP3650281 A JP 3650281A JP S6255958 B2 JPS6255958 B2 JP S6255958B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- groove line
- electron beam
- welding
- tip
- welded
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
- B23K15/02—Control circuits therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は被溶接部の突合せ部に電子ビームを照
射して、被溶接部材を突合せ溶接する電子ビーム
溶接方法に係り、特に良好な接合状況を得ること
のできる電子ビーム溶接方法に関する。
射して、被溶接部材を突合せ溶接する電子ビーム
溶接方法に係り、特に良好な接合状況を得ること
のできる電子ビーム溶接方法に関する。
電子ビーム溶接法は、他の溶接法に比較して極
めて溶け込みが深くかつビード幅が狭いという大
きな特徴を有するため、厚板の大型構造物等への
利用も増々多くなつている。
めて溶け込みが深くかつビード幅が狭いという大
きな特徴を有するため、厚板の大型構造物等への
利用も増々多くなつている。
しかし、該電子ビーム溶接法により、特に厚板
の突合せ溶接を行つた場合、該溶接部先端がいず
れか一方側の被溶接部材側に偏向されて、所望の
接合長さが得られなくなるという大きな欠点が生
ずる。
の突合せ溶接を行つた場合、該溶接部先端がいず
れか一方側の被溶接部材側に偏向されて、所望の
接合長さが得られなくなるという大きな欠点が生
ずる。
即ち、第１図に示すように、電子ビーム１を被
溶接部材２及び３の開先線４に正確に入射しても
磁界または電界等の影響により、電子ビーム１が
一方の被溶接部材側に偏向され、該溶接部５の大
部分が開先線４から外れて、長さｌの未溶着部を
生じ、所望の接合長さＹが得られなくなる。
溶接部材２及び３の開先線４に正確に入射しても
磁界または電界等の影響により、電子ビーム１が
一方の被溶接部材側に偏向され、該溶接部５の大
部分が開先線４から外れて、長さｌの未溶着部を
生じ、所望の接合長さＹが得られなくなる。
従来、このような未溶着部欠陥を防止する方法
として、反射電子検出装置または光学的検出装置
等の開先線検出装置を設けて、電子ビームを開先
線に正確に入射したり、また、溶接中に電子ビー
ムが開先線から外れないよう開先線倣い装置を溶
接装置に設けていた。しかし、これらの装置はい
ずれも溶接部材開先表面を基準としているもの
で、被溶接部材内部に未溶着部があつても溶接後
完全に冷却した被溶接材を非破壊検査するまで該
欠陥の検出は不可能であつた。一方、出願人は特
願昭54−29897で、超音波探傷検出器を用いて溶
接部先端の偏向を修正する方法を出願している
が、本法では溶接部先端が該検出器を設定してな
い被溶接部材側に偏向した場合に欠点がある。更
に、出願人は特願昭55−57856で溶接部先端がが
超音波検出器を設定している被溶接部材側に常時
基定値以下に偏向するよう電子ビームの照射位置
を制御する方法を出願しているが、本法では突合
せ面に対し、常に電子ビームを一定角度範囲だけ
傾けて照射しなければならないという制約があ
る。
として、反射電子検出装置または光学的検出装置
等の開先線検出装置を設けて、電子ビームを開先
線に正確に入射したり、また、溶接中に電子ビー
ムが開先線から外れないよう開先線倣い装置を溶
接装置に設けていた。しかし、これらの装置はい
ずれも溶接部材開先表面を基準としているもの
で、被溶接部材内部に未溶着部があつても溶接後
完全に冷却した被溶接材を非破壊検査するまで該
欠陥の検出は不可能であつた。一方、出願人は特
願昭54−29897で、超音波探傷検出器を用いて溶
接部先端の偏向を修正する方法を出願している
が、本法では溶接部先端が該検出器を設定してな
い被溶接部材側に偏向した場合に欠点がある。更
に、出願人は特願昭55−57856で溶接部先端がが
超音波検出器を設定している被溶接部材側に常時
基定値以下に偏向するよう電子ビームの照射位置
を制御する方法を出願しているが、本法では突合
せ面に対し、常に電子ビームを一定角度範囲だけ
傾けて照射しなければならないという制約があ
る。
本発明の目的は上述した欠点に鑑みなされたも
ので、所望の接合長さを安定確保できる電子ビー
ム溶接方法を提供するにある。
ので、所望の接合長さを安定確保できる電子ビー
ム溶接方法を提供するにある。
このような目的を達成するために、本発明は、
第１の開先線に沿つて電子ビームを照射し、それ
によつて被溶接材中に生じる溶接部と第１の開先
線との関係を超音波信号により監視しながら溶接
する方法において、溶融部または溶融凝固直後の
溶接部先端領域の反射信号が常時受信できるよう
に、溶接部先端近傍に、前記第１の開先線に対し
て所定間隔離間した位置に２の開先線を設けたこ
とを特徴とするものである。そして特に好ましく
は上記において該第２の開先線と、前記溶接部先
端との距離が、第１の開先線と第２の開先線間の
距離に常時等しくなるよう電子ビームの照射位置
あるいは角度の一方を制御するようにしたもので
ある。
第１の開先線に沿つて電子ビームを照射し、それ
によつて被溶接材中に生じる溶接部と第１の開先
線との関係を超音波信号により監視しながら溶接
する方法において、溶融部または溶融凝固直後の
溶接部先端領域の反射信号が常時受信できるよう
に、溶接部先端近傍に、前記第１の開先線に対し
て所定間隔離間した位置に２の開先線を設けたこ
とを特徴とするものである。そして特に好ましく
は上記において該第２の開先線と、前記溶接部先
端との距離が、第１の開先線と第２の開先線間の
距離に常時等しくなるよう電子ビームの照射位置
あるいは角度の一方を制御するようにしたもので
ある。
また、本発明は被溶接部材の側面から突合せ溶
接部に超音波信号を発振した場合、溶融部または
溶融凝固直後の特に該溶接部先端から、第２の開
先線のエコーレベルより比較的レベルの低い反射
信号が検出されることに着目し、該反射信号と前
記第２の開先線からの反射信号との超音波の時間
的偏差が溶接中常に一定値に維持されるよう電子
ビームの照射位置あるいは角度の一方を調整する
ようにしたものである。
接部に超音波信号を発振した場合、溶融部または
溶融凝固直後の特に該溶接部先端から、第２の開
先線のエコーレベルより比較的レベルの低い反射
信号が検出されることに着目し、該反射信号と前
記第２の開先線からの反射信号との超音波の時間
的偏差が溶接中常に一定値に維持されるよう電子
ビームの照射位置あるいは角度の一方を調整する
ようにしたものである。
以下、本発明を詳細に説明する。第２図ａ〜第
４図ｂは溶接部先端近傍に設けた第２の開先線と
溶接部先端の偏向状態並びに被溶接部材の側面に
配設した超音波発振―受信装置（トランスジユー
サ）からの反射信号との関係を示す。
４図ｂは溶接部先端近傍に設けた第２の開先線と
溶接部先端の偏向状態並びに被溶接部材の側面に
配設した超音波発振―受信装置（トランスジユー
サ）からの反射信号との関係を示す。
第２図ａ、第３図ａ及び第４図ａに示すよう
に、所望の接合長さを確保するための第１の開先
線４の他に、溶接部先端近傍に、該第１の開先線
４に対して平行な状態で所定間隔離間した位置に
第２の開先線６を設けることにより、溶接部５の
先端（以下、溶接部先端５ａと称する。）が第１
の開先線４から左右に偏向した場合でも、常に該
溶接部先端５ａからの反射信号が受信できること
になる。
に、所望の接合長さを確保するための第１の開先
線４の他に、溶接部先端近傍に、該第１の開先線
４に対して平行な状態で所定間隔離間した位置に
第２の開先線６を設けることにより、溶接部５の
先端（以下、溶接部先端５ａと称する。）が第１
の開先線４から左右に偏向した場合でも、常に該
溶接部先端５ａからの反射信号が受信できること
になる。
今、第２図ａは溶接部先端５ａが第１の開先線
４と一致し、溶接部先端５ａの偏向が無い場合
で、この場合の超音波反射信号は、第２図ｂに示
すように第２の開先線６からの反射信号６′と前
記溶接部先端５ａからの反射信号５′である。こ
の場合、各反射信号の時間差Δｔを計算すること
により、第２の開先線６と溶接部先端５ａとの距
離差Δｘが容易に判定できることになる。ここ
で、溶接中に前記の時間差Δｔから判定した距離
差Δｘと、あらかじめ設定してある第１の開先線
４と第２の開先線６との距離差Δｌとが等しけれ
ば、即ち、Δｘ〓Δｌであるならば、該溶接部５
は第１の開先線４と一致していることが判定され
る。従つて、該溶接部先端５ａの偏向は無く、所
望の接合長さが得られていることが容易に判定で
き、電子ビームの照射位置を調整する必要がな
い。
４と一致し、溶接部先端５ａの偏向が無い場合
で、この場合の超音波反射信号は、第２図ｂに示
すように第２の開先線６からの反射信号６′と前
記溶接部先端５ａからの反射信号５′である。こ
の場合、各反射信号の時間差Δｔを計算すること
により、第２の開先線６と溶接部先端５ａとの距
離差Δｘが容易に判定できることになる。ここ
で、溶接中に前記の時間差Δｔから判定した距離
差Δｘと、あらかじめ設定してある第１の開先線
４と第２の開先線６との距離差Δｌとが等しけれ
ば、即ち、Δｘ〓Δｌであるならば、該溶接部５
は第１の開先線４と一致していることが判定され
る。従つて、該溶接部先端５ａの偏向は無く、所
望の接合長さが得られていることが容易に判定で
き、電子ビームの照射位置を調整する必要がな
い。
また、第３図ａは溶接部先端５ａが第１の開先
線４から外れて、該トランスジユーサ７を設置し
ている方向と反対方向に偏向した場合である。こ
の場合も、第３図ｂに示すように第２の開先線６
からの超音波反射信号６′と、該溶接部先端５ａ
からの超音波反射信号５′が受信できる。ただ
し、この第３図の場合の時間差Δｔは第２図の偏
向が無い場合に比べて小さくなる。このことか
ら、該距離差ΔｘはΔｌに比べて小さいことが容
易に判定され、従つて溶接部先端５ａの偏向方向
並びに偏向量が容易に判定できることになるた
め、電子ビームの照射位置を調整する有力な情報
源となる。
線４から外れて、該トランスジユーサ７を設置し
ている方向と反対方向に偏向した場合である。こ
の場合も、第３図ｂに示すように第２の開先線６
からの超音波反射信号６′と、該溶接部先端５ａ
からの超音波反射信号５′が受信できる。ただ
し、この第３図の場合の時間差Δｔは第２図の偏
向が無い場合に比べて小さくなる。このことか
ら、該距離差ΔｘはΔｌに比べて小さいことが容
易に判定され、従つて溶接部先端５ａの偏向方向
並びに偏向量が容易に判定できることになるた
め、電子ビームの照射位置を調整する有力な情報
源となる。
更に、第４図ａは溶接部先端５ａが第１の開先
線４から外れて、トランスジユーサ７を設置して
いる方向に偏向した場合である。この場合も第２
図及び第３図と同様に、第２の開先線６からの超
音波反射信号６′と該溶接部先端５ａからの反射
信号５′が受信できるが、偏向量が大きく、未溶
着長さｌが大きい場合には、第１の開先線４から
の反射信号４′も受信できることがある。ここ
で、第４図ｂの時間差Δｔは第２図ｂの偏向がな
い場合に比べて大きくなり、このことから距離差
ΔｘもΔｌに比べて大きいことが容易に判定さ
れ、従つて、この場合も溶接部先端５ａの偏向方
向並びに偏向量が容易に判定できることになる。
線４から外れて、トランスジユーサ７を設置して
いる方向に偏向した場合である。この場合も第２
図及び第３図と同様に、第２の開先線６からの超
音波反射信号６′と該溶接部先端５ａからの反射
信号５′が受信できるが、偏向量が大きく、未溶
着長さｌが大きい場合には、第１の開先線４から
の反射信号４′も受信できることがある。ここ
で、第４図ｂの時間差Δｔは第２図ｂの偏向がな
い場合に比べて大きくなり、このことから距離差
ΔｘもΔｌに比べて大きいことが容易に判定さ
れ、従つて、この場合も溶接部先端５ａの偏向方
向並びに偏向量が容易に判定できることになる。
以上、前記した情報源をもとに第３図及び第４
図の場合には、溶接中常にΔｘがΔｌに等しくな
るよう電子ビームの照射位置あるいは角度の一方
を調節することにより、所望の接合長さを安定確
保できるものである。
図の場合には、溶接中常にΔｘがΔｌに等しくな
るよう電子ビームの照射位置あるいは角度の一方
を調節することにより、所望の接合長さを安定確
保できるものである。
以下、本発明の実施例について説明する。
第５図ａは本発明の実施例について示したもの
で、一方の被溶接部材にのみトランスジユーサ７
を配置した突合せ電子ビーム溶接において、該ト
ランスジユーサ７により検出した第２の開先線６
からの反射信号６′及び溶接部先端５ａからの反
射信号５′は超音波探傷器８上で第５図ｂのごと
く表示される。
で、一方の被溶接部材にのみトランスジユーサ７
を配置した突合せ電子ビーム溶接において、該ト
ランスジユーサ７により検出した第２の開先線６
からの反射信号６′及び溶接部先端５ａからの反
射信号５′は超音波探傷器８上で第５図ｂのごと
く表示される。
第５図ｂのごとく表示された該２つの反射信号
は、時間差演算回路９により、５′と６′との時間
差Δｔまたは距離差Δｘを検出する。該回路によ
り検出された時間差または距離差は、電圧変換回
路１０により、それらの時間差または距離差に比
例した電圧に変換される。更に、該電圧変換され
た出力は増幅器１１を介して増幅される。該増幅
器１１により増幅された出力は、該距離差Δｌの
電圧信号、即ち、基準電圧１２とほぼ同じ値にな
るよう電子ビーム１の照射位置を制御する比較器
１３に入力され、該比較器１３からの出力信号は
該基準電圧１２より大きいかまたは小さい場合に
のみ出力し、電子ビーム１の照射位置を制御する
制御回路１４を作動するスイツチング回路１４′
に入力される。該制御回路１４からの出力信号
は、電子ビーム１を第１の開先線４を中心に左右
に偏向する直流偏向コイル電源１５を制御し、溶
接部先端５ａが溶接中常に第１の開先線４と一致
するように電子ビーム１の照射位置を自動的に制
御するようにしたものである。ここで、１６は偏
向コイルで、１７は電子銃である。
は、時間差演算回路９により、５′と６′との時間
差Δｔまたは距離差Δｘを検出する。該回路によ
り検出された時間差または距離差は、電圧変換回
路１０により、それらの時間差または距離差に比
例した電圧に変換される。更に、該電圧変換され
た出力は増幅器１１を介して増幅される。該増幅
器１１により増幅された出力は、該距離差Δｌの
電圧信号、即ち、基準電圧１２とほぼ同じ値にな
るよう電子ビーム１の照射位置を制御する比較器
１３に入力され、該比較器１３からの出力信号は
該基準電圧１２より大きいかまたは小さい場合に
のみ出力し、電子ビーム１の照射位置を制御する
制御回路１４を作動するスイツチング回路１４′
に入力される。該制御回路１４からの出力信号
は、電子ビーム１を第１の開先線４を中心に左右
に偏向する直流偏向コイル電源１５を制御し、溶
接部先端５ａが溶接中常に第１の開先線４と一致
するように電子ビーム１の照射位置を自動的に制
御するようにしたものである。ここで、１６は偏
向コイルで、１７は電子銃である。
尚、本実施例における所望の長さはＹが50mmで
あつたので、溶込み先端部までの深さを55mmと
し、更に第１の開先線４と第２の開先線６との距
離差は３mmとした。
あつたので、溶込み先端部までの深さを55mmと
し、更に第１の開先線４と第２の開先線６との距
離差は３mmとした。
前記本発明の実施例により、溶接長さ３ｍの全
長にわたり所望の接合長さ50mmを確保できた。ま
た、裏側も同様の方法により溶接を行なつた。
長にわたり所望の接合長さ50mmを確保できた。ま
た、裏側も同様の方法により溶接を行なつた。
尚、本実施例では電子ビーム１の照射位置を自
動制御しているか、超音波探傷器８に表示された
該時間差Δｔを目視により読みとり、手動によつ
て電子ビーム１の照射位置を制御してもよいこと
は勿論である。
動制御しているか、超音波探傷器８に表示された
該時間差Δｔを目視により読みとり、手動によつ
て電子ビーム１の照射位置を制御してもよいこと
は勿論である。
また、本実施例では該トランスジユーサ７を被
溶接部材の側面に１個配設し、側面から超音波を
発振する垂直探傷法を採用したが、被溶接部材の
表面または裏面に該トランスジユーサを複数個配
設した斜角探傷法の採用によつても本目的を達成
できる。
溶接部材の側面に１個配設し、側面から超音波を
発振する垂直探傷法を採用したが、被溶接部材の
表面または裏面に該トランスジユーサを複数個配
設した斜角探傷法の採用によつても本目的を達成
できる。
以上説明したように、本発明においては、溶接
部先端を溶接中常に追跡しながら溶接するので、
信頼性のある溶接部が得られるという大きな特徴
がある。
部先端を溶接中常に追跡しながら溶接するので、
信頼性のある溶接部が得られるという大きな特徴
がある。
第１図は電子ビーム溶接部に発生する偏向例を
説明する断面図、第２図ａ，ｂ、第３図ａ，ｂ及
び第４図ａ，ｂはそれぞれ電子ビーム溶接部と超
音波エコーとを示す図、第５図ａは本発明の実施
例を示す一部断面略図、第５図ｂは実施例におけ
る超音波エコーを示す図である。 １……電子ビーム、２，３……被溶接部材、４
……第１の開先線、５……溶接部、５ａ……溶接
部先端、６……第２の開先線。
説明する断面図、第２図ａ，ｂ、第３図ａ，ｂ及
び第４図ａ，ｂはそれぞれ電子ビーム溶接部と超
音波エコーとを示す図、第５図ａは本発明の実施
例を示す一部断面略図、第５図ｂは実施例におけ
る超音波エコーを示す図である。 １……電子ビーム、２，３……被溶接部材、４
……第１の開先線、５……溶接部、５ａ……溶接
部先端、６……第２の開先線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の開先線に沿つて電子ビームを照射し、
それによつて被溶接材中に生じる溶接部と第１の
開先線との関係を超音波信号により監視しながら
溶接する方法において、溶融部または溶融凝固直
後の溶接部先端領域の反射信号が常時受信できる
ように、溶接部先端近傍に、前記第１の開先線に
対して所定間隔離間した位置に第２の開先線を設
けたことを特徴とする電子ビーム溶接方法。 ２ 溶融部または溶融凝固直後の溶接部先端から
の反射信号と、前記第２の開先線からの反射信号
を検出し、該２つの反射信号の時間的偏差が溶接
中常に一定値に維持されるように電子ビームの照
射位置あるいは角度の一方を調整しながら溶接す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
電子ビーム溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3650281A JPS57152383A (en) | 1981-03-16 | 1981-03-16 | Electron beam welding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3650281A JPS57152383A (en) | 1981-03-16 | 1981-03-16 | Electron beam welding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57152383A JPS57152383A (en) | 1982-09-20 |
| JPS6255958B2 true JPS6255958B2 (ja) | 1987-11-24 |
Family
ID=12471592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3650281A Granted JPS57152383A (en) | 1981-03-16 | 1981-03-16 | Electron beam welding method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57152383A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0690021B2 (ja) * | 1985-10-31 | 1994-11-14 | 日本鋼管株式会社 | 電位差計測用電極位置決め方法 |
-
1981
- 1981-03-16 JP JP3650281A patent/JPS57152383A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57152383A (en) | 1982-09-20 |
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