專利名稱：焊接檢驗(yàn)方法及焊接檢驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接檢驗(yàn)方法及焊接檢驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
在汽車的裝配工序中焊接被大量使用。其理由是因?yàn)?，利用將薄鋼板的端部接?并將接合處焊接的結(jié)構(gòu)材料的情況較多。例如，卡車的車架是將厚鋼板彎曲為“ 二 ”字狀的 部件。該情況下，艙室(cabin)或車頂(roof)等使用將彎曲后的薄鋼板接合而制作成的剖 面呈“ 口 ”字狀的結(jié)構(gòu)材料。這樣，在汽車的生產(chǎn)中，大量使用將進(jìn)行壓力加工而彎曲的薄 鋼板焊接后的材料。參照?qǐng)D1至圖9，對(duì)與本發(fā)明相關(guān)的作為現(xiàn)有焊接檢驗(yàn)方法的利用超聲波的檢驗(yàn) 進(jìn)行說明。圖1和圖2是用于說明現(xiàn)有的焊接檢驗(yàn)方法的圖，是現(xiàn)有的超聲波探測(cè)器(以 下簡(jiǎn)稱為“探測(cè)器”)10與作為被檢驗(yàn)材料的鋼板13-1及13-2之間的位置關(guān)系的示意圖。 另外，圖3是焊接區(qū)(稱為“焊點(diǎn)(nugget)”)12的示意圖。在以下的說明中，對(duì)點(diǎn)焊進(jìn)行 說明，但本發(fā)明的適用范圍并不限于點(diǎn)焊。探測(cè)器10上設(shè)有探頭11，探頭11設(shè)有超聲波的收發(fā)元件。探頭11連接于圖示以 外的焊接檢驗(yàn)裝置，并進(jìn)行作為脈沖信號(hào)的超聲波的收發(fā)。每進(jìn)行一個(gè)脈沖信號(hào)的發(fā)送，焊 接檢驗(yàn)裝置便進(jìn)行反射波的接收并測(cè)量其強(qiáng)度。另外，探測(cè)器10設(shè)有接觸部14，該接觸部14的內(nèi)部被水等的液體填滿。通過這 樣，能夠使從探頭11發(fā)射的超聲波效率良好地傳送至鋼板13-1。另外，為了在即使探測(cè)器 10的角度多少發(fā)生變化的情況下探測(cè)器10與鋼板13-1的密合度也不會(huì)改變，接觸部14由 具有彈性的橡膠等形成。如圖3所示，焊點(diǎn)12形成于重疊的多塊鋼板13-1和13-2的邊界面上。圖3是兩 塊鋼板13-1和13-2被重疊的例子，但是重疊的塊數(shù)在兩塊以上也是相同的。如圖1和圖2所示，在現(xiàn)有的利用超聲波的焊接檢驗(yàn)方法中，必須使探測(cè)器10接 觸于焊點(diǎn)12的正上方、即點(diǎn)焊部位15的正上方而進(jìn)行檢驗(yàn)。其理由是因?yàn)?，在從探測(cè)器10發(fā)射的超聲波通過焊點(diǎn)12的同時(shí)，如果不接收該超 聲波的反射波的話則檢驗(yàn)不成立。因此，必然要使探測(cè)器10接觸于點(diǎn)焊部位15的正上方。 進(jìn)而，為了效率良好地得到反射波，超聲波的反射面相對(duì)于超聲波的前進(jìn)方向必須是大致 直角，因此探測(cè)器10的角度調(diào)整上需要準(zhǔn)確度。圖4 圖9是用于說明現(xiàn)有的利用超聲波的焊接檢驗(yàn)方法的具體例子的圖。圖 5是對(duì)于正常的焊點(diǎn)12的檢驗(yàn)結(jié)果的示意圖，在橫軸上表示時(shí)間，縱軸上表示反射波的強(qiáng)度。從探測(cè)器10向鋼板13-1發(fā)射的超聲波，在一定時(shí)間內(nèi)在鋼板13-1的表面與鋼板 13-2的背面之間往返數(shù)次，最終能量衰減而消失。該超聲波在鋼板13-1及13-2內(nèi)往返的 期間，在鋼板13-1的表面與鋼板13-2的背面之間反射的超聲波的一部分返回探測(cè)器10。 在圖5中表示，為了使檢驗(yàn)員能夠視覺辨認(rèn)，將返回探測(cè)器10的超聲波的波形使用圖像顯示裝置(示波器等)進(jìn)行圖像顯示的例子。圖5是焊點(diǎn)12的狀態(tài)為正常的情況下的超聲波波形。該情況下，出現(xiàn)多條基于鋼 板13-1及13-2的板厚的重復(fù)波形(repeating waves)，且由這些重復(fù)波形描繪規(guī)定的衰減 曲線(Falloff Curve)的波形圖(wave pattern)被輸出。在焊點(diǎn)12的好壞判斷中，通過 評(píng)價(jià)這些波形的條數(shù)、各波形的峰值、各波形間的距離，本不出現(xiàn)的波形的有無等而進(jìn)行。另外，超聲波在焊點(diǎn)12內(nèi)傳播的速度是固定的。因此，在鋼板13-2的背面被反射 的多條反射波，以與鋼板13-1及13-2的板厚對(duì)應(yīng)的超聲波的傳送時(shí)間間隔而出現(xiàn)。因此， 橫軸成為表示鋼板13-1和13-2的板厚方向的距離的時(shí)間軸(例如參照專利文獻(xiàn)1)。相對(duì)于此，圖6是焊點(diǎn)12未被正常地形成而在鋼板13-1與13-2之間產(chǎn)生了分離 的狀態(tài)的示意圖。圖7是對(duì)于產(chǎn)生了分離的不完全的焊點(diǎn)12的檢驗(yàn)結(jié)果的示意圖，在橫軸 上表示時(shí)間，縱軸上表示反射波的強(qiáng)度。在焊點(diǎn)12未被正常地形成而在鋼板13-1與13-2之間產(chǎn)生了分離的狀態(tài)下，如圖 7所示，出現(xiàn)衰減量少的探傷面?zhèn)鹊陌搴竦闹貜?fù)反射波。也就是說，在鋼板13-1與13-2之 間產(chǎn)生了分離的狀態(tài)下，從探測(cè)器10發(fā)出的超聲波僅在鋼板13-1的表面與背面之間往返。 因此，由于與圖5的例子相比超聲波的傳播距離變短，因而波形間的距離與圖5相比變短。 另外，由于因超聲波的傳播距離短而與圖5相比衰減量也少，因此相同強(qiáng)度的波形以短間 隔連續(xù)出現(xiàn)。在出現(xiàn)這樣的波形的情況下，能夠判斷為鋼板13-1與13-2之間存在分離。另外，圖8是形成有小的焊點(diǎn)12的狀態(tài)的示意圖。圖9是對(duì)于小的焊點(diǎn)12的檢 驗(yàn)結(jié)果的示意圖，在橫軸上表示時(shí)間，縱軸上表示反射波的強(qiáng)度。形成有相比正常情況小的焊點(diǎn)12的情況下，成為與在利用探測(cè)器10的檢驗(yàn)范圍 內(nèi)，形成有圖5所示的正常的焊點(diǎn)12的狀態(tài)和圖7所示的產(chǎn)生了分離的狀態(tài)并列出現(xiàn)的情 況相同的狀態(tài)。因此，出現(xiàn)圖5所示的大波形與圖7所示的小波形混在一起的波形。特別 地，將在大波形之間出現(xiàn)的小波形稱為拿破侖帽(napoleon hat)。在出現(xiàn)這樣的拿破侖帽 的情況下，能夠判斷為形成了相比正常情況小的焊點(diǎn)12。如以上所說明，現(xiàn)有技術(shù)下是將探測(cè)器10相對(duì)于鋼板13-1呈大致直角地放置于 焊點(diǎn)12的正上方而實(shí)施檢驗(yàn)。專利文獻(xiàn)1 日本公開公報(bào)，特開2006-153710號(hào)專利文獻(xiàn)2 日本公開公報(bào)，特開2006-71422號(hào)專利文獻(xiàn)3 日本公開公報(bào)，特開2007-232525號(hào)專利文獻(xiàn)4 日本公開公報(bào)，特開2007-232526號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
在現(xiàn)有的焊接檢驗(yàn)方法中，若在焊點(diǎn)的正上方、即點(diǎn)焊部位的正上方相對(duì)于鋼板 不將探測(cè)器呈直角地接觸的話，便無法正確地測(cè)量。若檢驗(yàn)員以手動(dòng)進(jìn)行該作業(yè)的話，則存 在無法否認(rèn)由于檢驗(yàn)員的熟練度而使檢驗(yàn)的精度出現(xiàn)偏差的問題。另外，為了使探測(cè)器接觸于點(diǎn)焊部位的正上方，而需要等待點(diǎn)焊部位的溫度下降， 從而存在檢驗(yàn)效率降低這樣的問題。另外，一般來說，探測(cè)器設(shè)有由橡膠等的具有彈性的材料形成的接觸部(圖1的符 號(hào)14)。而且，構(gòu)成為通過將該接觸部按壓于鋼板上而謀求探測(cè)器與鋼板的貼緊。由于使通過這樣的柔軟材質(zhì)而形成的接觸部與點(diǎn)焊部位貼緊而進(jìn)行檢驗(yàn)，因此存在接觸部容易消耗 或破損的問題。本發(fā)明是為了解決這樣的問題而實(shí)施的，目的在于提供一種不需要檢驗(yàn)員的熟練 度，另外不必等待點(diǎn)焊部位的溫度下降，進(jìn)而不存在接觸部消耗或破損的情況的焊接檢驗(yàn) 方法以及焊接檢驗(yàn)裝置。從作為焊接檢驗(yàn)方法的觀點(diǎn)來看本發(fā)明的話，本發(fā)明為用于判斷對(duì)重疊的多塊金 屬板進(jìn)行的焊接的好壞的焊接檢驗(yàn)方法，其特征在于，被暫時(shí)地放置于金屬板表面的焊接 部位附近的探測(cè)器，使超聲波從傾斜方向入射于多塊金屬板的邊界面。此時(shí)，將探測(cè)器暫時(shí)地放置于，使從傾斜方向入射于金屬板的邊界面的超聲波穿 過形成于多塊金屬板的邊界上的焊點(diǎn)的位置上。另外，能夠形成為顯示處理裝置將超聲波的反射波的圖像進(jìn)行顯示?；蛘撸@示處 理裝置能夠?qū)⒏鶕?jù)超聲波的反射波的強(qiáng)度而推斷的檢驗(yàn)結(jié)果的內(nèi)容進(jìn)行顯示。或者，顯示 處理裝置能夠?qū)⒈硎靖鶕?jù)超聲波的反射波的強(qiáng)度而推斷的檢驗(yàn)結(jié)果的信息向外部設(shè)備輸
出o焊接例如為點(diǎn)焊。這樣的話，無須使探測(cè)器在焊點(diǎn)的正上方、即在點(diǎn)焊部位的正上方與鋼板呈大致 直角地接觸，從而能夠不依賴檢驗(yàn)員的熟練度而進(jìn)行正確的檢驗(yàn)。進(jìn)而，由于無須使探測(cè)器接觸于點(diǎn)焊部位的正上方，因此無須等待點(diǎn)焊部位的溫 度下降，從而能夠提高檢驗(yàn)效率。進(jìn)而，探測(cè)器不設(shè)有由橡膠等的柔軟材質(zhì)形成的接觸部，從而不存在探測(cè)器消耗 或破損的情況。另外，從作為焊接檢驗(yàn)裝置的觀點(diǎn)來看本發(fā)明的話，本發(fā)明為用于判斷對(duì)重疊的 多塊金屬板進(jìn)行的焊接的好壞的焊接檢驗(yàn)裝置，其特征在于，設(shè)有暫時(shí)地放置于金屬板表 面的焊接部位附近的探測(cè)器，和通過該探測(cè)器使超聲波從傾斜方向入射于多塊金屬板的邊 界面的裝置。進(jìn)而，能夠設(shè)有顯示超聲波的反射波的圖像的顯示處理裝置。或者，能夠設(shè)置將根 據(jù)超聲波的反射波的強(qiáng)度而推斷的檢驗(yàn)結(jié)果的內(nèi)容進(jìn)行顯示的顯示處理裝置?；蛘?，能夠 設(shè)置將表示根據(jù)超聲波的反射波的強(qiáng)度而推斷的檢驗(yàn)結(jié)果的信息向外部設(shè)備輸出的顯示
處理裝置。采用本發(fā)明的話，能夠不依賴檢驗(yàn)員的熟練度而進(jìn)行正確的檢驗(yàn)。另外，不存在探 測(cè)器消耗或破損的情況。進(jìn)而，不依存于焊接部位的形狀的精度。由此能夠提高檢驗(yàn)效率。


圖1是用于說明現(xiàn)有的焊接檢驗(yàn)方法的圖。圖2是用于說明現(xiàn)有的焊接檢驗(yàn)方法的圖。圖3是焊點(diǎn)的示意圖。圖4是用于說明現(xiàn)有的利用超聲波的焊接檢驗(yàn)方法的具體例子的圖(形成有正常 的焊點(diǎn)的狀態(tài))。圖5是現(xiàn)有的對(duì)于正常的焊點(diǎn)的檢驗(yàn)結(jié)果的示意圖。
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圖6是用于說明現(xiàn)有的利用超聲波的焊接檢驗(yàn)方法的具體例子的圖(焊點(diǎn)未被正 常地形成而在鋼板之間產(chǎn)生了分離的狀態(tài))。圖7是現(xiàn)有的對(duì)于產(chǎn)生了分離的不完全的焊點(diǎn)的檢驗(yàn)結(jié)果的示意圖。圖8是用于說明現(xiàn)有的利用超聲波的焊接檢驗(yàn)方法的具體例子的圖(形成有小的 焊點(diǎn)的狀態(tài))。圖9是現(xiàn)有的對(duì)于小的焊點(diǎn)的檢驗(yàn)結(jié)果的示意圖。圖10是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的焊接檢驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖11是用于說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的焊接檢驗(yàn)方法的圖。圖12是用于說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的焊接檢驗(yàn)方法的圖。圖13是用于說明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的利用超聲波的焊接檢驗(yàn)方法的具體例子的圖 (焊點(diǎn)被正常地形成的狀態(tài))。圖14是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的對(duì)于正常的焊點(diǎn)的檢驗(yàn)結(jié)果的示意圖。圖15是用于說明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的利用超聲波的焊接檢驗(yàn)方法的具體例子的圖 (焊點(diǎn)未被正常地形成而在鋼板之間產(chǎn)生了分離的狀態(tài))。圖16是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的對(duì)于產(chǎn)生了分離的不完全的焊點(diǎn)的檢驗(yàn)結(jié)果的示意 圖。圖17是用于說明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的利用超聲波的焊接檢驗(yàn)方法的具體例子的圖 (形成有小的焊點(diǎn)的狀態(tài))。圖18是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的對(duì)于小的焊點(diǎn)的檢驗(yàn)結(jié)果的示意圖。圖19是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的顯示控制部的處理程序的流程圖。圖20是用于說明檢驗(yàn)輔助器具的圖(立體圖)。圖21是用于說明檢驗(yàn)輔助器具的圖(側(cè)視圖)。圖22是用于說明焊接部位的形狀的精度劣化的例子的圖。圖23是利用本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的焊接檢驗(yàn)方法在非規(guī)定形狀的焊接部位上進(jìn)行的 檢驗(yàn)狀況的示意圖。圖24是利用現(xiàn)有的焊接檢驗(yàn)方法在非規(guī)定形狀的焊接部位上進(jìn)行的檢驗(yàn)狀況的 示意圖。圖25是在現(xiàn)有的焊接檢驗(yàn)方法中對(duì)一個(gè)點(diǎn)焊部位從一個(gè)位置進(jìn)行檢驗(yàn)的狀況的 示意圖。圖26是對(duì)一個(gè)點(diǎn)焊部位從多個(gè)位置進(jìn)行檢驗(yàn)的狀況的示意圖。圖27是對(duì)一個(gè)點(diǎn)焊部位從多個(gè)位置進(jìn)行檢驗(yàn)的狀況的示意圖。符號(hào)說明1、10探測(cè)器2、11探頭3脈沖發(fā)生器4收信器5數(shù)據(jù)分析部6顯示控制部7顯示部
891213-1、13-21415161718-1、18-具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D10 圖23對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。圖10是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的 焊接檢驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖10所示，本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的焊接檢驗(yàn)裝置的特征在于設(shè) 有探測(cè)器1和探頭2，其中，探測(cè)器1暫時(shí)地放置于鋼板13-1的表面的焊接部位附近，探頭 2是通過該探測(cè)器1使超聲波從傾斜方向入射于鋼板13-1和13-2的邊界面的裝置。進(jìn)而，設(shè)有作為將超聲波的反射波的圖像進(jìn)行顯示的顯示處理裝置的顯示處理部 8?；蛘?，設(shè)有作為將根據(jù)超聲波的反射波的強(qiáng)度而推斷的檢驗(yàn)結(jié)果的內(nèi)容進(jìn)行顯示的顯示 處理裝置的顯示處理部8。另外，顯示處理部8也能夠向外部設(shè)備9輸出“正?！薄ⅰ按嬖诜?離”、“焊點(diǎn)小”等的信息。外部設(shè)備9例如是檢驗(yàn)結(jié)果的記錄裝置、檢驗(yàn)結(jié)果的轉(zhuǎn)送裝置、檢 驗(yàn)結(jié)果的異常報(bào)警裝置等。以下對(duì)點(diǎn)焊進(jìn)行說明，但本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的適用范圍并不限于點(diǎn)焊。探頭2具有超聲波的收發(fā)元件(省略圖示)。脈沖發(fā)生器3向探頭2的超聲波的 收發(fā)元件供給作為電信號(hào)的脈沖信號(hào)。被供給作為電信號(hào)的脈沖信號(hào)后的超聲波的收發(fā)元 件，根據(jù)被供給的脈沖信號(hào)發(fā)生超聲波。另外，超聲波的收發(fā)元件接收作為超聲波的反射波 的脈沖信號(hào)后，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并向收信器4輸出。收信器4將作為電信號(hào)從探頭2的收發(fā) 元件輸入的作為超聲波的反射波的脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)分析部5能夠輸入的信號(hào)形態(tài)并 向數(shù)據(jù)分析部5輸出。數(shù)據(jù)分析部5從收信器4和脈沖發(fā)生器3接收脈沖信號(hào)，分析來自兩者的脈沖信 號(hào)的時(shí)差和強(qiáng)度差。通過這樣，能夠分析從探測(cè)器1發(fā)出的超聲波在鋼板13-1和13-2內(nèi) 如何反射并衰減。數(shù)據(jù)分析部5的分析結(jié)果被發(fā)送至顯示控制部6，顯示控制部6將該分析結(jié)果作為 檢驗(yàn)員能夠目測(cè)確認(rèn)的波形圖像，或“正?！?、“存在分離”、“焊點(diǎn)小”等的文字信息而顯示于 顯示部7。或者，將“正?！?、“存在分離”、“焊點(diǎn)小”等的信息向外部設(shè)備9輸出。外部設(shè)備 9例如是檢驗(yàn)結(jié)果的記錄裝置、檢驗(yàn)結(jié)果的轉(zhuǎn)送裝置、檢驗(yàn)結(jié)果的異常報(bào)警裝置等。圖11和圖12是用于說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的焊接檢驗(yàn)方法的圖，且是本發(fā)明的 實(shí)施形態(tài)的探測(cè)器1與作為被檢驗(yàn)材料的鋼板13-1及13-2的位置關(guān)系的示意圖。如圖11和圖12所示，在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的利用超聲波的焊接檢驗(yàn)方法中，不必 使探測(cè)器1接觸于焊點(diǎn)12的正上方、即點(diǎn)焊部位15的正上方而進(jìn)行檢驗(yàn)。也就是說，能夠 通過將探測(cè)器1暫時(shí)地放置于鋼板13-1上的點(diǎn)焊部位15的附近而進(jìn)行檢驗(yàn)。
顯示處理部 外部設(shè)備 焊點(diǎn) 鋼板 接觸部 點(diǎn)焊部位 端部
檢驗(yàn)輔助器具 焊接電極
也就是說，如圖11所示，從探頭2發(fā)射的超聲波通過探測(cè)器1入射至鋼板13-1。 入射至鋼板13-1的超聲波，在鋼板13-1與鋼板13-2未結(jié)合的邊界面上不入射至鋼板13-2 側(cè)，而是穿過鋼板13-1與鋼板13-2結(jié)合的焊點(diǎn)12入射至鋼板13-2。入射至鋼板13-2的 超聲波在鋼板13-2的端部16進(jìn)行反射并返回鋼板13-2內(nèi)。這樣，在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的利用超聲波的焊接檢驗(yàn)方法中，通過檢測(cè)出在鋼板 13-1及13-2的端部16上反射的超聲波，能夠得知焊點(diǎn)12的狀態(tài)。因此，如圖12所示，在鋼 板13-1上暫時(shí)地放置探測(cè)器1的位置，必然成為在端部16與探測(cè)器1之間存在焊點(diǎn)12 (或 點(diǎn)焊部位15)的位置。另外，探測(cè)器1的方向成為朝向焊點(diǎn)12(或點(diǎn)焊部位15)發(fā)射超聲 波的方向。另外，如圖12(b)所示，探測(cè)器1的超聲波發(fā)射方向(以點(diǎn)劃線進(jìn)行圖示)相對(duì)于 端部16的面成為直角。通過這樣，由于從探測(cè)器1發(fā)射的超聲波在端部16上的反射波效 率良好地返回探測(cè)器1的方向，因此能夠?qū)嵤└呔鹊臋z驗(yàn)。另外，如圖1和圖2所示的現(xiàn)有例那樣，在進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，為了使探測(cè)器10在焊點(diǎn) 12 (或點(diǎn)焊部位15)的正上方上與鋼板13-1呈直角地接觸，而必須由檢驗(yàn)員用手使探測(cè)器 10在檢驗(yàn)中相對(duì)于鋼板13-1始終保持直角。此時(shí)，探測(cè)器10相對(duì)于鋼板13-1是否為直角 的判斷，只能通過檢驗(yàn)員目測(cè)的大致感覺來判斷，從而要求檢驗(yàn)員的熟練度。相對(duì)于此，在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)中，如圖12(b)所示，以探測(cè)器1的超聲波發(fā)射方 向與端部16的面呈直角那樣，而將探測(cè)器1暫時(shí)地放置于鋼板13-1上。此時(shí)，相對(duì)于端部 16的面的探測(cè)器1的暫時(shí)放置角度，能夠通過搖動(dòng)探測(cè)器1而簡(jiǎn)單地確認(rèn)最大反射強(qiáng)度的 角度。通過這樣，能夠容易地調(diào)整為暫時(shí)放置的最適宜的位置。因此，不要求檢驗(yàn)員的熟練 度。另外，與現(xiàn)有例相比，檢驗(yàn)作業(yè)的操作性也良好。另外，通過調(diào)整圖11所示的探頭2與鋼板13-1形成的角度a，能夠?qū)⑻筋^2相對(duì) 于鋼板13-1及13-2的板厚的角度調(diào)整為最適宜的角度。也就是說，通過角度a的調(diào)整， 而能夠調(diào)整從探測(cè)器1發(fā)射的超聲波相對(duì)于鋼板13-1的表面的入射角度。通過這樣，能夠 對(duì)應(yīng)具有各種板厚的鋼板13-1及13-2的檢驗(yàn)。另外，探測(cè)器1的大小，以大致等于或小于成為檢驗(yàn)對(duì)象的焊點(diǎn)12的直徑為佳。這 是因?yàn)?，例如在探測(cè)器1的大小大于焊點(diǎn)12的直徑的情況下，超聲波也入射至焊點(diǎn)12的外 側(cè)，從而發(fā)生檢驗(yàn)中所不需要的反射波(雜音(noise))。這樣，采用本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的焊接檢驗(yàn)方法的話，能夠解決現(xiàn)有的問題。也就是 說，如上述那樣，無須使探測(cè)器1在點(diǎn)焊部位15的正上方上與鋼板13-1呈直角地接觸。因 此，能夠與檢驗(yàn)員的熟練度無關(guān)地進(jìn)行高精度的檢驗(yàn)。另外，不必使探測(cè)器1接觸于點(diǎn)焊部位15的正上方。因此，不必等待點(diǎn)焊部位15 的溫度下降。因而能夠避免檢驗(yàn)效率的降低。另外，作為探測(cè)器1與鋼板13-1直接接觸的部分的楔塊(wedge)，能夠使用丙烯 酸樹脂等堅(jiān)固的材質(zhì)而制作。因此，也不存在如現(xiàn)有例中的接觸部14那樣消耗或破損的情況。圖13 圖18是用于說明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的利用超聲波的焊接檢驗(yàn)方法的具體例 子的圖。圖13是焊點(diǎn)12被正常地形成的狀態(tài)的示意圖。圖14是對(duì)于正常的焊點(diǎn)12的檢 驗(yàn)結(jié)果的示意圖，在橫軸上表示時(shí)間，縱軸上表示反射波的強(qiáng)度。
如圖13所示，將探測(cè)器1暫時(shí)地放置于點(diǎn)焊部位15附近的上述那樣的適當(dāng)?shù)奈?置上。通過這樣，入射至鋼板13-1的內(nèi)部的超聲波通過焊點(diǎn)12而入射至鋼板13-2的內(nèi)部。 入射至鋼板13-2的內(nèi)部的超聲波，在鋼板13-2的端部16上反射的話，則進(jìn)而在鋼板13-2 的內(nèi)部重復(fù)反射但幾乎不返回鋼板13-1。因此，如圖14所示那樣反射波幾乎不出現(xiàn)。因此，作為檢驗(yàn)的程序，將探測(cè)器1暫時(shí)地放置于超聲波的發(fā)射方向與端部16呈 直角，且端部16與探測(cè)器1之間存在點(diǎn)焊部位15的位置上，然后一點(diǎn)一點(diǎn)地移動(dòng)探測(cè)器1 而尋找反射波成為規(guī)定的最小值的位置。另外，在此時(shí)未找到反射波成為規(guī)定的最小值的位置的情況下，如以下說明的那 樣，可以判斷為焊接未被恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行。圖15是焊點(diǎn)12未被正常地形成而在鋼板13-1與13-2之間產(chǎn)生了分離的狀態(tài)的 示意圖。圖16是對(duì)于產(chǎn)生了分離的不完全的焊點(diǎn)12的檢驗(yàn)結(jié)果的示意圖，在橫軸上表示 時(shí)間，縱軸上表示反射波的強(qiáng)度。如圖15所示，在鋼板13-1與13-2之間產(chǎn)生了分離的狀態(tài)下，從探測(cè)器1入射至 鋼板13-1的超聲波不入射至鋼板13-2，而在鋼板13-1的端部16進(jìn)行反射。由于該反射波 進(jìn)而在鋼板13-1內(nèi)重復(fù)反射，因此如圖16所示那樣出現(xiàn)強(qiáng)反射波。另外，圖17是形成有小的焊點(diǎn)12的狀態(tài)的示意圖。圖18是對(duì)于小的焊點(diǎn)12的 檢驗(yàn)結(jié)果的示意圖，在橫軸上表示時(shí)間，縱軸上表示反射波的強(qiáng)度。如圖17所示，在形成有小的焊點(diǎn)12的狀態(tài)下，從探測(cè)器1入射至鋼板13-1的超 聲波的一部分，通過小的焊點(diǎn)12入射至鋼板13-2。但是，剩余的超聲波在鋼板13-1的端部 16進(jìn)行反射。該反射波進(jìn)而在鋼板13-1內(nèi)重復(fù)反射。因此，如圖18所示，出現(xiàn)了與圖14 所示的正常的焊點(diǎn)12的情況相比強(qiáng)的反射波。這樣，能夠?qū)更c(diǎn)12被正常地形成的情況、或焊點(diǎn)12未被正常地形成而在鋼板 13-1與13-2之間產(chǎn)生了分離的情況、或焊點(diǎn)12被形成為小于標(biāo)準(zhǔn)的情況，分別進(jìn)行判斷。另外，關(guān)于向顯示部7的顯示形態(tài)，如圖14、圖16、圖18所示那樣將反射波的波形 本身進(jìn)行圖像顯示，檢驗(yàn)員通過對(duì)其目測(cè)確認(rèn)而進(jìn)行判斷。或者，根據(jù)數(shù)據(jù)分析部5所分析 的反射波強(qiáng)度，顯示控制部6進(jìn)行“正常”、“存在分離”、“焊點(diǎn)小”等的文字信息的顯示?；?者，也可以對(duì)外部設(shè)備9進(jìn)行“正常”、“存在分離”、“焊點(diǎn)小”等信息的輸出。當(dāng)然，也能夠在 顯示于顯示部7的同時(shí)對(duì)外部設(shè)備9進(jìn)行信息的輸出。對(duì)于外部設(shè)備9的信息的輸出，能 夠利用于自動(dòng)地進(jìn)行檢驗(yàn)記錄、或向多處轉(zhuǎn)送檢驗(yàn)結(jié)果、或?qū)z驗(yàn)結(jié)果的異常發(fā)出警報(bào)等。圖19是表示在后者的情況下的顯示控制部6的處理程序的流程圖。也就是說，如 圖19所示，顯示控制部6監(jiān)控通過數(shù)據(jù)分析部5而被分析的反射波強(qiáng)度(步驟S1)，在反 射波強(qiáng)度小于規(guī)定值的情況下(步驟S2的“是”)，在顯示部7中顯示“正常”和/或向外 部設(shè)備9輸出“正?！钡男畔?步驟S5)。在反射波強(qiáng)度不小于規(guī)定值(步驟S2的“否”)， 但也不大于規(guī)定值的情況下(步驟S3的“否”)，在顯示器7中顯示“焊點(diǎn)小”和/或向外 部設(shè)備9輸出“焊點(diǎn)小”的信息(步驟S4)。另外，反射波強(qiáng)度大于規(guī)定值的情況下(步驟 S3的“是”)，在顯示部7中顯示“存在分離”和/或向外部設(shè)備9輸出“存在分離”的信息 (步驟S6)。(檢驗(yàn)輔助器具的實(shí)施例)參照?qǐng)D20和圖21對(duì)檢驗(yàn)輔助器具的實(shí)施例進(jìn)行說明。圖20及圖21是用于說明檢驗(yàn)輔助器具17的實(shí)施例的圖。圖20為立體圖，圖21為側(cè)視圖。點(diǎn)焊如圖20所示，在鋼 板13-1上被連續(xù)實(shí)施的情況很多。這種情況下，端部16與點(diǎn)焊部位15之間的距離為大致 固定。因此，探測(cè)器1的離端部16的距離一旦被決定的話，便使探測(cè)器1保持該距離而在 鋼板13-1及13-2的長(zhǎng)度方向上滑動(dòng)。通過這樣，能夠連續(xù)地進(jìn)行點(diǎn)焊部位15的檢驗(yàn)。也就是說，如圖20及圖21所示，使檢驗(yàn)輔助器具17的彎曲為直角的前端部分接 觸于端部16。通過這樣，能夠使端部16與探測(cè)器1之間的距離保持固定。這樣的話，能夠 對(duì)被連續(xù)設(shè)置于鋼板13-1上的點(diǎn)焊部位15連續(xù)地進(jìn)行檢驗(yàn)。另外，雖未圖示，但是在檢驗(yàn)輔助器具17上設(shè)置有能夠調(diào)整檢驗(yàn)輔助器具17上的 探測(cè)器1的位置的機(jī)構(gòu)。于是，使檢驗(yàn)輔助器具17的彎曲為直角的前端部分接觸于端部 16，而相對(duì)于一個(gè)點(diǎn)焊部位15調(diào)整最適宜的位置。通過這樣調(diào)整好最適宜的位置后，使檢 驗(yàn)輔助器具17在鋼板13-1及13-2上滑動(dòng)。通過這樣，能夠得到對(duì)于其他的點(diǎn)焊部位15 也是最適宜的探測(cè)器1的位置。這樣，通過利用檢驗(yàn)輔助器具17，能夠使檢驗(yàn)效率飛躍性地 提尚。(效果的說明)采用本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的焊接檢驗(yàn)方法的話，如上述那樣，能夠解決現(xiàn)有的問題。 另外，此外也具有能夠不依賴于焊接部位的形狀的精度而進(jìn)行檢驗(yàn)的效果。對(duì)于該效果，參 照?qǐng)D22 圖24進(jìn)行說明。參照?qǐng)D22對(duì)焊接部位的形狀的精度劣化的例子進(jìn)行說明。圖22是用于說明焊接 部位的形狀的精度劣化的例子的圖。例如，如圖22(a)所示，在鋼板13-1為薄板、鋼板13-2 為厚板的情況下，如圖22(b)所示，焊接電極18-1及18-2略傾斜地與鋼板13-1及13-2接 觸。在這樣的情況下，存在如圖22(c)所示那樣，由于因焊接電極18-1及18-2的加壓產(chǎn)生 的應(yīng)力而在焊接后的薄板的鋼板13-1上產(chǎn)生翹曲的情況。這樣，存在焊點(diǎn)12所存在的焊 接部位的形狀變成非規(guī)定形狀的情況。圖23是利用本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的焊接檢驗(yàn)方法在非規(guī)定形狀的焊接部位的形狀下 進(jìn)行的檢驗(yàn)狀況的示意圖。另外，圖24是利用現(xiàn)有的焊接檢驗(yàn)方法在非規(guī)定形狀的焊接部 位上進(jìn)行的檢驗(yàn)狀況的示意圖。如圖23所示，采用本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的焊接檢驗(yàn)方法的話， 只要入射至鋼板13-1內(nèi)的超聲波能夠通過焊點(diǎn)12入射至鋼板13-2并在端部16上反射的 話，便不存在實(shí)行檢驗(yàn)時(shí)的障礙。相對(duì)于此，如圖24所示，在現(xiàn)有的焊接檢驗(yàn)方法中，接收來自鋼板13-2底部的反 射波是必不可少的。因此，在超聲波的反射面相對(duì)于超聲波的入射方向不是直角的情況下， 反射波向探測(cè)器10以外的方向反射，從而高精度的檢驗(yàn)變得困難。這樣，采用本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的焊接檢驗(yàn)方法的話，對(duì)于具有非規(guī)定形狀的焊接部 位的鋼板13-1及13-2也能夠進(jìn)行檢驗(yàn)。另外，圖25是在現(xiàn)有的焊接檢驗(yàn)方法中對(duì)于一個(gè)點(diǎn)焊部位15從一個(gè)位置進(jìn)行檢 驗(yàn)的情況的示意圖。如圖25所示，由于在現(xiàn)有技術(shù)下必須使探測(cè)器10與具有點(diǎn)焊部位15 的鋼板面呈直角地接觸，因此對(duì)一個(gè)點(diǎn)焊部位15無法從多個(gè)位置進(jìn)行檢驗(yàn)。相對(duì)于此，采用本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的焊接檢驗(yàn)方法的話，對(duì)一個(gè)點(diǎn)焊部位15能夠從 多個(gè)位置進(jìn)行檢驗(yàn)。圖26及圖27是對(duì)于一個(gè)點(diǎn)焊部位15從多個(gè)位置進(jìn)行檢驗(yàn)的狀況的 示意圖。這樣，在本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的焊接檢驗(yàn)方法中，對(duì)于一個(gè)點(diǎn)焊部位15能夠從圖26所示的位置以及圖27所示的位置進(jìn)行檢驗(yàn)。也就是說，只要具備在探測(cè)器1與端部16之間 存在點(diǎn)焊部位15、且從探測(cè)器1發(fā)射的超聲波在端部16進(jìn)行反射的狀態(tài)，檢驗(yàn)便能夠進(jìn)行。 例如，即使在鋼板被彎曲的狀況下，只要超聲波的傳播在彎曲部分不被阻礙，便也能夠從彎 曲部分的跟前檢驗(yàn)存在于彎曲部分的前端的焊接部位。進(jìn)而，如上述那樣，由于在非規(guī)定形狀的焊接部位上也能夠進(jìn)行檢驗(yàn)，因此能夠放 寬在檢驗(yàn)位置的選擇上的限制。通過這樣，與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠提高檢驗(yàn)精度。產(chǎn)業(yè)上的利用可能件采用本發(fā)明的話，能夠不依賴檢驗(yàn)員的熟練度而進(jìn)行正確的檢驗(yàn)。另外，不存在探 測(cè)器消耗或破損的情況。進(jìn)而，不依存于焊接部位的形狀的精度。由此，具有能夠在開發(fā)生 產(chǎn)線上自動(dòng)地進(jìn)行焊接檢驗(yàn)的裝置的情況等中進(jìn)行應(yīng)用的可能性。
權(quán)利要求
一種焊接檢驗(yàn)方法，用于判斷對(duì)重疊的多塊金屬板進(jìn)行的焊接的好壞，其特征在于，被暫時(shí)地放置于所述金屬板表面的焊接部位附近的探測(cè)器，使超聲波從傾斜方向入射于所述多塊金屬板的邊界面。
2.如權(quán)利要求1所述的焊接檢驗(yàn)方法，其特征在于，所述探測(cè)器暫時(shí)地放置于，使從傾斜方向入射于所述邊界面的超聲波穿過形成于所述 多塊金屬板的邊界面的焊接區(qū)的位置上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的焊接檢驗(yàn)方法，其特征在于，顯示處理裝置將超聲波的反射 波的圖像進(jìn)行顯示。
4.如權(quán)利要求1或2所述的焊接檢驗(yàn)方法，其特征在于，顯示處理裝置將根據(jù)超聲波的 反射波的強(qiáng)度而推斷的檢驗(yàn)結(jié)果的內(nèi)容進(jìn)行顯示。
5.如權(quán)利要求1或2所述的焊接檢驗(yàn)方法，其特征在于，顯示處理裝置，將表示根據(jù)超聲波的反射波的強(qiáng)度而推斷的檢驗(yàn)結(jié)果的信息向外部設(shè) 備輸出。
6.如權(quán)利要求1 5的任意一項(xiàng)所述的焊接檢驗(yàn)方法，其特征在于，所述焊接為點(diǎn)焊。
7.一種焊接檢驗(yàn)裝置，用于判斷對(duì)重疊的多塊金屬板進(jìn)行的焊接的好壞，其特征在于， 設(shè)有暫時(shí)地放置于所述金屬板表面的焊接部位附近的探測(cè)器，和通過該探測(cè)器使超聲波從 傾斜方向入射于所述多塊金屬板的邊界面的裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的焊接檢驗(yàn)裝置，其特征在于，設(shè)有將超聲波的反射波的圖像進(jìn) 行顯示的顯示處理裝置。
9.如權(quán)利要求7所述的焊接檢驗(yàn)裝置，其特征在于，設(shè)有將根據(jù)超聲波的反射波的強(qiáng) 度而推斷的檢驗(yàn)結(jié)果的內(nèi)容進(jìn)行顯示的顯示處理裝置。
10.如權(quán)利要求7所述的焊接檢驗(yàn)裝置，其特征在于，設(shè)有將表示根據(jù)超聲波的反射波 的強(qiáng)度而推斷的檢驗(yàn)結(jié)果的信息向外部設(shè)備輸出的顯示處理裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供的焊接檢驗(yàn)方法，不需要檢驗(yàn)員的熟練度，另外也不必等待點(diǎn)焊部位的溫度下降，進(jìn)而不存在探測(cè)器消耗或破損的情況；被暫時(shí)地放置于金屬板表面的焊接部位附近的探測(cè)器，使超聲波從傾斜方向入射于多塊金屬板的邊界面；此時(shí)，將探測(cè)器暫時(shí)地放置于，使從傾斜方向入射于邊界面的超聲波穿過形成于多塊金屬板的邊界上的焊接區(qū)的位置上；另外，顯示處理裝置顯示超聲波的反射波的強(qiáng)度；或者，顯示處理裝置將根據(jù)超聲波的反射波的強(qiáng)度而推斷的檢驗(yàn)結(jié)果的內(nèi)容進(jìn)行顯示。
文檔編號(hào)G01N29/04GK101952715SQ200980103168
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2009年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者福田浩史 申請(qǐng)人:日野自動(dòng)車株式會(huì)社