JPS6044077B2 - Quality determination method and device for flash welds - Google Patents
Quality determination method and device for flash weldsInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はフラッシュ溶接法によつて溶接された製品の溶
接結果を、製品を破壊することなく判定するための方法
および装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for determining the welding result of a product welded by flash welding without destroying the product.
周知のように、フラッシュ溶接法は、被溶接物を突合せ
溶接するに際し、固定電極および移動電極にてそれぞれ
被溶接物を把持し、両電極間に電力源より電圧を印加し
ながら、定められた速度パターンにより移動電極を固定
電極に向つて移動させることにより被溶接物の端面で通
電、溶融、飛散をくりかえし発生させ(フラッシュ工程
)適当な時期に両電極を急速に接近させ(アプセツト工
程)で溶接を行う方法である。このフラッシュ溶接法は
あらゆる溶接法中最もすぐれた溶接結果が得られ信頼性
の高い溶接法として知られている。したがつて溶接され
る製品も高品質及び高信頼性を要求される部分に使用さ
れるものが大部分である。ところがこの種の溶接法によ
る溶接部の品質についての検査方法は破壊検査以外に確
実で信頼性の高い方法がなかつた。このため特に絶対的
信頼性を要求されるような部分、たとえば航空機用部品
、船舶用アンカーチエン、油井掘削用ドリルバイブなど
の製作においては、多数の子備テストおよび実溶接時に
おける頻繁なサンプリング(たとえば3回の溶接に1回
の割合)により破壊テストを繰りかえし、これらの結果
から統計的に品質を類推することにより保障しているの
が現状である。このような品質管理方法を実施するため
には.多くの破壊テスト用部品を用意しなければならず
、また完全なテストのためには非常な長時間を要するも
のであり、経済的にもまた効率的にも損失の多いもので
あつた。たとえば航空機用部品においては多数の子備溶
接テストの結果からほぼ確(実とみられる溶接条件によ
り実際に溶接を行い、そのうちの113にも相当するサ
ンプル抽出を行い、これら多量のサンプルについて、要
求されるあらゆる点、例えば引張り、曲げ、衝撃疲労、
低温における各試験等を溶接製品の各部分についてく実
施し、すべてが良好であつたときにその前後に続けて溶
接された残りの製品を良好品とみなしていた。ところが
このように厳重な品質検査の結果良品とされた製品に対
しても、実用に供される製品そのものについて真に品質
が保障されているわけではないことは容易に判るところ
である。本発明は上記のような従来の品質管理方法とは
異なり、フラッシュ溶接結果が溶接時の入熱量に大きく
影響を受けることに着目しフラッシュパット溶接の各工
程における入熱量として供給電力量を監視することによ
り破壊試験をすることなく溶接部の品質を確実に判定で
きるようにしたフラッシュ溶接部の品質判定方法および
装置を提案した)ものである。フラッシュ溶接において
溶接結果に影響する因子としてはつぎのものが考えられ
る。As is well known, in the flash welding method, when butt-welding objects to be welded, the object to be welded is gripped by a fixed electrode and a moving electrode, and a voltage is applied between the two electrodes from a power source. By moving the moving electrode toward the fixed electrode using a speed pattern, electricity is repeatedly applied, melted, and scattered at the end face of the workpiece (flash process), and both electrodes are rapidly brought close together at an appropriate time (upset process). This is a method of welding. This flash welding method provides the best welding results among all welding methods and is known as a highly reliable welding method. Therefore, most of the products to be welded are used in parts that require high quality and high reliability. However, there has been no reliable and reliable method for inspecting the quality of welds produced by this type of welding method other than destructive testing. For this reason, in the production of parts that require absolute reliability, such as aircraft parts, anchor chains for ships, drill vibes for oil well drilling, etc., numerous tests and frequent sampling during actual welding (e.g. Currently, the quality is guaranteed by repeating destructive tests (once in every three welds) and statistically inferring the quality from these results. In order to implement such a quality control method. Many parts must be prepared for destructive testing, and a complete test takes a very long time, resulting in a large loss both economically and in terms of efficiency. For example, in the case of aircraft parts, we actually welded under welding conditions that are considered to be almost certain (according to the results of a large number of preliminary welding tests), and we extracted 113 samples out of these. Any point, e.g. tensile, bending, impact fatigue,
Various tests at low temperatures were conducted on each part of the welded product, and when all of the parts were found to be in good condition, the remaining products that were welded consecutively before and after the test were considered to be good products. However, it is easy to see that even for products that are found to be of good quality as a result of such strict quality inspections, the quality of the products themselves that are put into practical use is not truly guaranteed. Unlike the conventional quality control methods described above, the present invention focuses on the fact that flash welding results are greatly affected by the amount of heat input during welding, and monitors the amount of power supplied as the amount of heat input in each process of flash pad welding. We have proposed a method and device for determining the quality of flash welds, which makes it possible to reliably determine the quality of welds without the need for destructive testing. The following factors can be considered to affect the welding result in flash welding.
先ず、機械的な因子としては、クランプカの変動、フラ
ッシュ速度の予定値からのずれ、電極形状の摩耗、損・
傷などによる変化などがある。また電気的因子としては
、電源電圧の変動、電極表面状態や被溶接物の表面状態
の変化による溶接電流、電圧の変動があり、更に被溶接
物自体に起因するものとしては、被溶接物先端の仕上げ
状態の差や部分的な材゛質の不均一性がある。これらの
因子は相互に関連して作用し、中には補間的に作用する
ものもあるが大略は溶接結果を変動させる方向に作用す
る。ところで上記変動因子のいずれをとつてみてもすべ
てその結果として溶接電圧および電流に変化が現われる
。即ちクランプカが減少するとアプセツト時に電極が被
溶接物に対して滑りを起し、その結果十分なアプセツト
動作が行なわれずアプセツト電流の減少となつて現われ
る。フラッシュ速度が速くなればフラッシュ電流が増加
し、フラッシュ速度が遅くなればフラッシュ電流が減少
する。また電極が摩耗して被溶接物への給電点が変化す
ればその分だけ実質上の電極からの突出し長さが変化し
たのと同じ結果になり、それだけ被溶接物のインピーダ
ンスが変化してフラッシュ電流、アプセツト電流共に大
きく影響を受ける。さらにフラッシュパット溶接におい
ては、フラッシュ工程において被溶接物間に電圧を印加
しつつ被溶接物の溶接端面同志を接近させて局部的な短
絡、溶融、飛散をくりかえすことにより加熱し、十分に
加熱された時点で被溶接物を急速に接近、押圧するアプ
セツト工程を経て溶接を行うものであるから、供給され
る電力は溶接部に集中して供給蓄積されるものである。
もちろんこれら供給電力のうちあるものはフラッシュと
ともに外部に放出されるが、その量はフラッシュ代とし
て溶接条件選定時に定められた被溶接物の飛散消失量に
見合うものであり、フラッシュが安定に発生している限
りほぼ不変であると考えてよい。したがつて前述のよう
な諸変動因子により供給される電力に差が生じたときは
ただちに被溶接物への蓄積熱量が変動し、溶接結果に直
接影響することになる。これらの変動を何らかの方法に
より制御ないしは監視することができればフラッシュ溶
接における品質を破壊試験からの類推ではなく保障する
ことができる。ところでフラッシュ溶接においてはフラ
ッシュ工程とアプセツト工程との全く異質の溶接現象を
包含し、その熱量供給の機構そのものが全く異なるため
両工程における入熱の状態を管理する必要があり、従来
スポット溶接やアーク溶接において行なわれていたよう
な単一の現象に対する入熱管理のみを実施したのでは全
く無意味となる。First, mechanical factors include fluctuations in the clamper, deviations in flash speed from the expected value, and wear and tear on the electrode shape.
There are changes due to scratches, etc. Electrical factors include fluctuations in the power supply voltage, welding current and voltage due to changes in the electrode surface condition and the surface condition of the welded object.Furthermore, as for the welding object itself, there are There are differences in the finishing condition and local non-uniformity of the material. These factors act in conjunction with each other, and although some act in an interpolative manner, they generally act in a direction that changes the welding result. By the way, no matter which of the above-mentioned variable factors are considered, changes appear in the welding voltage and current as a result. That is, when the clamp force decreases, the electrode slips against the workpiece during upset, and as a result, a sufficient upset operation is not performed, resulting in a decrease in the upset current. A faster flash speed will increase the flash current, and a slower flash speed will decrease the flash current. In addition, if the electrode wears out and the power supply point to the workpiece changes, the actual protrusion length from the electrode changes by that amount, and the impedance of the workpiece changes accordingly, resulting in a flash. Both current and upset current are greatly affected. Furthermore, in flash pad welding, in the flash process, a voltage is applied between the objects to be welded and the welded end surfaces of the objects to be welded are brought close to each other to repeatedly cause local short circuits, melting, and scattering to heat the objects. Since welding is carried out through an upsetting process in which the object to be welded is rapidly approached and pressed at the point where the object is welded, the supplied power is concentrated and stored in the welding area.
Of course, some of this supplied power is emitted to the outside with the flash, but the amount is commensurate with the amount of scattering and loss of the welded object determined as a flash allowance when selecting welding conditions, and the flash is generated stably. It can be considered that it remains almost unchanged as long as Therefore, when a difference occurs in the power supplied due to the various variable factors mentioned above, the amount of heat accumulated in the workpiece changes immediately, which directly affects the welding result. If these fluctuations can be controlled or monitored by some method, the quality of flash welding can be guaranteed rather than by analogy with destructive testing. By the way, flash welding involves completely different welding phenomena, the flash process and the upset process, and the heat supply mechanisms themselves are completely different, so it is necessary to control the state of heat input in both processes. It would be completely meaningless to implement heat input management only for a single phenomenon, as was done in welding.
またスポット溶接における入熱管理方法に用いられるよ
うに、フラッシュ工程時における供給電力を積一算して
この総量が一定値に達したときにこれを打切つてアプセ
ツト■程に移行することも考えられるが、このような方
法では次に述べるようにフラッシュ代、アプセツト代お
よびその他の溶接条件を規定できなくなり、良好な溶接
結果を得ることができない。即ちフラッシュパット溶接
においてはその溶接条件の一部として(1)溶接前にお
ける電極からの被溶接物の突出し長さ、(2)フラッシ
ュ工程において溶融飛散させる長さ(フラッシュ代)、
(3)アプセツト工程において減少する被溶接物の長さ
(アプセツト代)、および(4)溶接終了時における電
極間隔(最終電極間隔)があり、これらのいずれもが溶
接結果に大きく影響することは周知の通りである。した
がつてフラッシュ時の供給電力のみに着目してこれが所
定値に達したときに(実際の機械的な動きとは無関係に
)アプセツト工程に移行させると上記各条件が満足され
なくなり、到底良好な溶接結果を得ることはできない。
またフラッシュ溶接においてはフラッシュ工程およびア
プセツト工程がそれぞれ溶接結果に影響を及ぼすのみな
らず、両工程における溶接状況が相関連して作用するも
のである。さらにフラッシュ工程において供給される電
力量とアプセツト工程において供給された電力量とは若
干の範囲ではあるが相互に補間的に作用するものである
。例えばフラッシュ工程において供給された電力量が規
定量即ち最適溶接条件時における電力量よりも少ないと
きにもしアプセツト工程時において供給される電力量が
多ければフラッシュ工程時のこの不足分を補い、総合的
には良好な溶接がなされる場合もある。そこで本発明に
おいては、フラッシュ工程において供給された電力量と
アプセツト工程において供給された電力量とを検出し、
これらの電力量がそれぞれ許容範囲内にあるか否かを調
査するとともに、さらに両電力量の和が許容範囲内にあ
るか否かをも調査し、これらのいずれもが満足すべきも
のであるときにのみ溶接良好と判定するものである。Also, as used in the heat input management method in spot welding, it is also possible to add up the power supplied during the flash process, and when this total amount reaches a certain value, terminate the process and move on to the upset process. However, with this method, as described below, the flash distance, upset distance and other welding conditions cannot be defined, and good welding results cannot be obtained. That is, in flash pad welding, some of the welding conditions are (1) the length of the object to be welded protruding from the electrode before welding, (2) the length to be melted and scattered in the flash process (flash allowance),
(3) The length of the workpiece that is reduced during the upset process (upset allowance), and (4) the electrode spacing at the end of welding (final electrode spacing), and it is important to note that neither of these has a significant effect on the welding result. As is well known. Therefore, if we focus only on the power supplied during flashing and move to the upset process when it reaches a predetermined value (irrespective of the actual mechanical movement), each of the above conditions will not be satisfied, and it will be impossible to achieve a good result. It is not possible to obtain welding results.
Furthermore, in flash welding, not only the flash process and upset process each affect the welding result, but also the welding conditions in both processes act in conjunction with each other. Furthermore, the amount of power supplied in the flash process and the amount of power supplied in the upset process interpolate with each other, albeit within a certain range. For example, if the amount of power supplied in the flash process is less than the specified amount, that is, the amount of power under optimal welding conditions, and the amount of power supplied in the upset process is large, this shortfall in the flash process can be compensated for and the overall In some cases, a good weld can be made. Therefore, in the present invention, the amount of power supplied in the flash process and the amount of power supplied in the upset process are detected,
In addition to investigating whether each of these amounts of electricity is within the allowable range, we also investigate whether the sum of both amounts of electricity is within the allowable range, and when both of these are satisfied, Welding is judged to be good only when
一方溶接そのものは従来通り予備実験などにより選定さ
れた溶接条件通り実施させるものである。上記両電力量
は前述の如くある程度は補間的に作用するものであるが
、その範囲は限られておソー方の不足をすべて他方の過
剰により補い得るものではない。したがつて上記両電力
量の許容範囲よりも両電力量の和の許容範囲の方を狭く
設定するのが望ましいといえる。第1図は本発明の判定
方法を実施する装置の一例を示す概略構成図である。On the other hand, the welding itself is carried out as usual under welding conditions selected through preliminary experiments. As mentioned above, both electric power amounts act in an interpolative manner to some extent, but their range is limited and it is not possible to completely compensate for a deficiency in the electric power amount by an excess in the other electric power amount. Therefore, it can be said that it is desirable to set the allowable range of the sum of both electric energies to be narrower than the allowable range of both electric energies. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an apparatus for implementing the determination method of the present invention.
同図において符号1〜8で示した部分は本発明の対象と
する判定装置であり、符号11〜17で示した部分は公
知のフラッシュ溶接機の構造を模式的に示したものであ
る。まずフラッシュ溶接機の構成と動作とを説明すると
、第1図において11は共通基盤15上に・固着された
固定側電極、12は共通基盤15土に滑動自在に載置さ
れた移動側電極であり、これらの電極は共に被溶接物1
3,13″を図示しないクランプ機構により把持するよ
うになつている。移動側電極12は電極駆動用シリンダ
14と図示・しない流体圧、たとえば油圧源により所定
の速度で固定側電極11に向つて駆動される。この電極
移動速度は例えば指数函数的に増大する速度、あるいは
被溶接物の接触解放状態に応じて定まる一定速度など公
知の方法によつて決定される。またフ固定側電極11、
移動側電極12には溶接用変圧器16の二次端子から電
力が供給され、溶接用変圧器16一次端子はサイリスタ
、イグナイトロンなどの開閉素子17を介して図示しな
い交流電源に接続される。次に本発明の対象である判定
装置について説明すると、第1図において1は固定側電
極11および移動側電極12間の電圧を検出する電圧検
出器であり、この電圧検出器は例えば図に示すように溶
接回路との絶縁とレベル調整とを行なうための変圧器1
01、変圧器101の出力を直流に変換する整流器10
2、および出力レベル調整用可変抵抗器103により構
成される。In the same figure, the parts indicated by numerals 1 to 8 are determination devices to which the present invention is applied, and the parts indicated by numerals 11 to 17 schematically show the structure of a known flash welding machine. First, to explain the structure and operation of the flash welding machine, in Fig. 1, 11 is a fixed electrode fixed on the common base 15, and 12 is a movable electrode slidably placed on the soil of the common base 15. Both of these electrodes are connected to the workpiece 1.
3 and 13'' are held by a clamp mechanism (not shown).The movable electrode 12 is moved toward the stationary electrode 11 at a predetermined speed by an electrode drive cylinder 14 and a fluid pressure (not shown), such as a hydraulic power source. The electrode movement speed is determined by a known method, such as an exponentially increasing speed or a constant speed determined depending on the contact release state of the workpiece.Furthermore, the fixed side electrode 11,
Electric power is supplied to the moving electrode 12 from a secondary terminal of a welding transformer 16, and the primary terminal of the welding transformer 16 is connected to an AC power source (not shown) via a switching element 17 such as a thyristor or ignitron. Next, the determination device which is the subject of the present invention will be explained. In FIG. 1, 1 is a voltage detector that detects the voltage between the fixed electrode 11 and the movable electrode 12, and this voltage detector is for example shown in the figure. Transformer 1 for insulation from the welding circuit and level adjustment
01, a rectifier 10 that converts the output of the transformer 101 into direct current
2, and a variable resistor 103 for adjusting the output level.
さらに必要に応じてこれに増幅機能をもたせたり、不要
な高周波成分をバイパスするフィルター回路を含ませた
りすることもできる。また溶接部への供給電力をより正
確に測定するためには被溶接物13,13″に端子を設
けてそこから電圧を導くようにするとよい。2は溶接電
流検出器であり、溶接用変圧器16の一次入力電流を変
流器201および抵抗器202により電圧に変換して電
圧検出器1と同様の回路により電流に対応した電圧出力
を得るものである。Furthermore, if necessary, it can be provided with an amplification function or a filter circuit that bypasses unnecessary high frequency components. In addition, in order to more accurately measure the power supplied to the welding part, it is recommended to provide terminals on the objects to be welded 13, 13'' and introduce the voltage from there. 2 is a welding current detector, which is a welding transformer. The primary input current of the detector 16 is converted into a voltage by a current transformer 201 and a resistor 202, and a voltage output corresponding to the current is obtained by a circuit similar to that of the voltage detector 1.
電流検出方法としては図に示した変流器を用いるものの
他に、トロイダルコイルによりニ次電流を直接測定する
もの、ホール素子によるもの、シャント抵抗によるもの
などいかなる方法でもよい。3は電圧検出器1および電
流検出器2の出力を入力として溶接機の瞬時人力(電力
値)を出力する掛算器てある。In addition to the method using the current transformer shown in the figure, any method for detecting the current may be used, such as directly measuring the secondary current using a toroidal coil, using a Hall element, or using a shunt resistor. A multiplier 3 inputs the outputs of the voltage detector 1 and current detector 2 and outputs the instantaneous human power (power value) of the welding machine.
掛算器3の出力はリレー接点8aまたは8bを経て積分
器4aまたは4bに供給される。積分器4aおよび4b
には、溶接品質判定に先立つてこれら積分器4aおよび
4bをリセットするための押ボタンスイッチPBl及び
P式が接続されている。リレー接点8aおよび8bは溶
接中アプセツト開始信号により切替えられ.るもので、
アプセツト開始前即ちフラッシュ工程中はリレーの常閉
接点8bにより掛算器3の出力が積分器4aに導びかれ
、積分器4aはフラッシュ電力を積算しフラッシュ電力
量Pfを出力する。ここでは掛算器3および積分器4a
がフラッシュj電力積算器を構成している。溶接が進行
してフラッシュ工程が終ると、アプセツト工程の開始時
において図示しない励磁コイルによつてリレー接点が切
替えられ、常閉接点8bが開路し常開接点8aが閉路す
る。その結果掛算器3の出力は積分器・4bに導びかれ
、積分器4bはアプセツト電力を積算レアプセツト電力
量Puを出力する。したがつて掛算器3および積分器4
bがアプセツト電力積算器となる。積分器4aおよび4
bの出力PfおよびPuは比較回路6aないし6dに導
びかれるとともに加算器5に導びかれる。比較回路6a
ないし6dには比較器601aないし601dおよび基
準設定器602aないし602dがあり、それぞれ最大
フラッシュ電力量Pfmaxl最少フラッシュ電力量P
fminl最大アプセツト電力量Pumaxl最少アプ
セツト電力量Punllnが設定されている。ここで、
比較回路6a,6bが第1の判別器を構成し、比較回路
6c,6dが第2の判別j器を構成する。比較回路6a
は(Pf−Pfmax)を、比較回路6bは(Pfmi
n−Pf)を、比較回路6cは(Pu−Purnax)
を、また比較回路6dは(Pumin−Pu)をそれぞ
れ演算する。各比較器601aないし601dはたとえ
ば上記各式の演算結果が正のときr1ョ信号、負または
零のとき10J信号を出力するものを使用できる。また
加算器5は積分器4aおよび4bの出力を合成し溶接電
力量(Pf+Pu)を出力する。加算器5の出力は比較
回路6eおよび6fに供給される。した”がつてここで
は掛算器3、積分器4a,4bおよび加算器5が溶接電
力量積算器となる。比較回路6eおよび6fには比較器
601e,601fおよび基準設定器602e,602
fがあり、基準設定器602eおよび602fにはそれ
ぞれ最大溶接電力量POmaxおよび最少溶接電力量P
Ominが設定されている。これらの比較器6eおよび
6fが第3の判別器となる。比較器601eは(Pf+
Pu)−POmaxを、比較器601fはPOmin−
(Pf+Pu)を演算し、その結果を前述の比較器60
1aないし601dと同様論理信号10ョまたはRLと
して出力する。比較回路6aないし6fの出力は論理回
路7に入力される。比較器601aないし601fの入
、出力関係を前述のように決定しておくときには、論理
回路7にNOR回路を使用する。この場合論理回路7の
すべての入力信号がいずれも1でないとき、即ちPf≦
Pfmax,.Pf≧Pfmjn..Pu≦Punla
X..pu≧Punllnl(Pf+Pu)≦POma
xl(Pf+Pu)≧POminがすべて満足されたと
きのみ出力端子Sに信号1を出力し、溶接良好信号とす
る。ここで比較器601aないし601fの入、出力関
係が前述と逆のとき、即ち前述の各演算式の結果が正の
ときにRO!信号、負または零のときRlJ信号を出力
するように設定した場合には、論理回路7としてAND
回路を用いればよい。第2図は第1図の実施例において
用いる比較回路6aないし6cの具体的な回路図の例で
ある。The output of multiplier 3 is supplied to integrator 4a or 4b via relay contact 8a or 8b. Integrators 4a and 4b
are connected to pushbutton switches PBl and P type for resetting these integrators 4a and 4b prior to welding quality determination. Relay contacts 8a and 8b are switched by an upset start signal during welding. It is something that
Before starting the upset, that is, during the flash process, the output of the multiplier 3 is guided to the integrator 4a by the normally closed contact 8b of the relay, and the integrator 4a integrates the flash power and outputs the flash power amount Pf. Here, multiplier 3 and integrator 4a
constitutes the flash j power integrator. When the welding progresses and the flash process ends, the relay contacts are switched by an excitation coil (not shown) at the start of the upset process, so that the normally closed contact 8b is opened and the normally open contact 8a is closed. As a result, the output of the multiplier 3 is led to an integrator 4b, and the integrator 4b outputs the integrated upset power Pu. Therefore, multiplier 3 and integrator 4
b becomes an upset power integrator. Integrators 4a and 4
The outputs Pf and Pu of b are led to comparator circuits 6a to 6d and also to an adder 5. Comparison circuit 6a
to 6d have comparators 601a to 601d and reference setters 602a to 602d, each of which has a maximum flash power amount Pfmaxl and a minimum flash power amount P.
fminl maximum upset power amount Pumaxl minimum upset power amount Punlln are set. here,
The comparison circuits 6a and 6b constitute a first discriminator, and the comparison circuits 6c and 6d constitute a second discriminator. Comparison circuit 6a
is (Pf-Pfmax), and the comparison circuit 6b is (Pfmi
n-Pf), and the comparator circuit 6c (Pu-Purnax)
and the comparison circuit 6d calculates (Pumin-Pu), respectively. Each of the comparators 601a to 601d may be one that outputs an r10 signal when the calculation result of each of the above equations is positive, and outputs a 10J signal when it is negative or zero. Further, the adder 5 combines the outputs of the integrators 4a and 4b and outputs the welding power amount (Pf+Pu). The output of adder 5 is supplied to comparison circuits 6e and 6f. Therefore, the multiplier 3, integrators 4a, 4b, and adder 5 become welding power integrator here.Comparators 601e, 601f and reference setters 602e, 602 are included in the comparison circuits 6e and 6f.
There is a maximum welding power amount POmax and a minimum welding power amount P in the reference setting devices 602e and 602f, respectively.
Omin is set. These comparators 6e and 6f become the third discriminator. The comparator 601e is (Pf+
Pu)-POmax, and the comparator 601f calculates POmin-
(Pf+Pu) and sends the result to the comparator 60 described above.
Similar to 1a to 601d, it is output as a logic signal 10 or RL. The outputs of comparison circuits 6a to 6f are input to logic circuit 7. When the input and output relationships of the comparators 601a to 601f are determined as described above, a NOR circuit is used as the logic circuit 7. In this case, when all the input signals of the logic circuit 7 are not 1, that is, Pf≦
Pfmax,. Pf≧Pfmjn. .. Pu≦Punla
X. .. pu≧Punllnl(Pf+Pu)≦POma
Only when all of xl(Pf+Pu)≧POmin are satisfied, signal 1 is output to the output terminal S, and is used as a good welding signal. Here, when the input and output relationships of the comparators 601a to 601f are opposite to those described above, that is, when the results of each of the above-mentioned arithmetic expressions are positive, RO! If the RlJ signal is set to be output when the signal is negative or zero, the AND
A circuit can be used. FIG. 2 is an example of a specific circuit diagram of the comparison circuits 6a to 6c used in the embodiment of FIG. 1.
同図においては説明の重復をさけるために一例として最
大フラッシュ電力量設定値Pfmaxと検出フラッシュ
電力Pfとの比較回路6aを示してある。同図において
El,E2は直流電源、R1は最大フラッシュ電力設定
用可変抵抗器、R2〜Rl3は抵抗器、0P1,0P2
は演算増幅器、Q1〜Q3はトランジスタである。同図
において抵抗器R2〜R4および演算増幅器0P1は反
転形加算計数器を構成し、この加算計数器は直流電源E
1および可変抵抗器R1により設定された設定値Pfm
axと検出電力Pfとを加算するが、設定値Pfmax
の極性が検出電力Pfと逆であるため、(Pf−Pfm
ax)を演算することになる。演算増幅器0P1は反転
出力であるからその出力は(Pfmax−Pf)となり
これをさらに抵抗器R5,R6および演算増幅器0P2
により反転して(Pf一Pfmax)とするとともに適
宜増幅する。トランジスタQl,Q2および抵抗器R7
〜Rllはシユミツトトリガ回路を形成す委。このシユ
ミツトトリガ回路により演算増幅器0P2の出力が波形
整形され、演算増幅?0P2に有限の正出力が現われた
とき、即ちPf>Pfmaxのときにのみトランジスタ
Q1が導通し、それまで導通していたトランジスタQ2
が遮断して端子e1に1し出力が現われる。逆に演算増
幅器0P2の出力が零または負のときはトランジスタQ
2は導通したままとなり端子e1に10ョ出力が現われ
る。前述のように論理回路7にNOR回路を用いるとき
は、このトランジスタQ2の出力e1をそのまま判別器
の出力として用いてもよいが論理回路7にAND回路を
用いるときは同図に破線で示したようにさらに抵抗器R
l.,Rl3およびトランジスタQ3を付加して出力を
反転させ、Pf>PfmaxのときのみROョ出力とし
、Pf≦Pfmaxのときには01ョ出力を端子もより
得るようにすればよい。第2図と同様の回路は比較器6
01aの他に、比較器601cおよび601eにおいて
も用いることができる。一方比較器601b,601d
および601fにおいては演算式が前述のように(Pf
min−Pf)、(PLllTlin−PU),POm
in−(Pf+Pu)であるから、演算増幅器0P2を
用いることなく演算増幅器0P1の出力をそのままトラ
ンジスタQ1に入力してやれば同様の結果を得ることが
できる。もちろん抵抗器R2〜R4演算増幅器0P1,
0P2の代りに出力が反転しないタイプの差動増幅器を
用いることもできるし、トランジスタQl,Q2のシユ
ミツトトリガ回路を公知の他の波形整形回路に置き換え
ることも自由である。第1図の実施例においては検出信
号が常時積算され判別される回路となつているが、溶接
完了後必要時にのみ判別結果が出力されるように各判別
器の入、出力端子または論理回路の出力側に適当な開閉
器を設けるようにすることができるのはもちろんである
。In the figure, a comparison circuit 6a between the maximum flash power amount setting value Pfmax and the detected flash power Pf is shown as an example to avoid redundant explanation. In the same figure, El and E2 are DC power supplies, R1 is a variable resistor for setting the maximum flash power, R2 to Rl3 are resistors, 0P1, 0P2
is an operational amplifier, and Q1 to Q3 are transistors. In the figure, resistors R2 to R4 and operational amplifier 0P1 constitute an inverting addition counter, and this addition counter is connected to the DC power supply E
1 and the set value Pfm set by variable resistor R1
ax and the detected power Pf are added, but the set value Pfmax
Since the polarity of is opposite to the detected power Pf, (Pf-Pfm
ax). Since operational amplifier 0P1 has an inverted output, its output becomes (Pfmax-Pf), which is further connected to resistors R5, R6 and operational amplifier 0P2.
The signal is inverted to (Pf - Pfmax) and amplified as appropriate. Transistors Ql, Q2 and resistor R7
~Rll is a board forming the Schmitt trigger circuit. This Schmitt trigger circuit shapes the waveform of the output of operational amplifier 0P2, resulting in operational amplification? Only when a finite positive output appears at 0P2, that is, when Pf>Pfmax, transistor Q1 becomes conductive, and transistor Q2, which had been conductive until then, becomes conductive.
is cut off and a 1 is output at terminal e1. Conversely, when the output of operational amplifier 0P2 is zero or negative, transistor Q
2 remains conductive, and a 10-output appears at terminal e1. As mentioned above, when a NOR circuit is used for the logic circuit 7, the output e1 of this transistor Q2 may be used as is as the output of the discriminator, but when an AND circuit is used for the logic circuit 7, the output e1 is indicated by a broken line in the figure. Further resistor R
l. , Rl3 and a transistor Q3 to invert the output so that the RO output is obtained only when Pf>Pfmax, and the 01 output is obtained from the terminal when Pf≦Pfmax. A circuit similar to that shown in Fig. 2 is the comparator 6.
In addition to 01a, it can also be used in comparators 601c and 601e. On the other hand, comparators 601b and 601d
and 601f, the arithmetic expression is as described above (Pf
min-Pf), (PLllTlin-PU), POm
Since in-(Pf+Pu), the same result can be obtained by directly inputting the output of the operational amplifier 0P1 to the transistor Q1 without using the operational amplifier 0P2. Of course resistors R2~R4 operational amplifier 0P1,
A differential amplifier whose output is not inverted can be used in place of 0P2, and the Schmitt trigger circuit of transistors Ql and Q2 can be freely replaced with other known waveform shaping circuits. In the embodiment shown in Fig. 1, the detection signal is constantly integrated and discriminated, but in order to output the discrimination result only when necessary after welding is completed, the input and output terminals of each discriminator or the logic circuit are connected. Of course, a suitable switch can be provided on the output side.
また前述のようにフラッシュ溶接においては、溶接開始
後しばらくの間の溶接現象即ちフラッシュ工程の初期に
おける溶接現象は単に溶接に必要なフラッシュを発生さ
せやすくするために被溶接物の端面を予熱するためにの
み有効であり、実際の溶接結果にはほとんど影響せず、
かつ不安定な要素が多いためフラッシュ工程の初期のデ
ータ(入力電力量検出値)を無差別に積算することはか
えつて溶接結果に対する判定を誤まらせることが多い。In addition, as mentioned above, in flash welding, welding phenomena that occur for a while after welding starts, that is, welding phenomena at the beginning of the flash process, are simply caused by preheating the end surface of the workpiece to facilitate the generation of the flash necessary for welding. It is only effective for
In addition, since there are many unstable elements, indiscriminately integrating the initial data (input power amount detection value) of the flashing process often leads to erroneous judgments regarding the welding results.
したがつてフラッシュ電力をフラッシュ工程全体にわた
つて積算せず、フラッシュ現象が安定した後のアプセツ
ト開始時点を基準としたその直前の一定期間(アプセツ
ト開始前数秒前またはアプセツト開始前の電極移動量数
噸の間)におけるフラッシュ電力量を積算し、これに対
応して定めた許容電力量範囲と比較することによつて、
より正確な品質の判定ができるようになる。このノよう
なことは、第1図の実施例において電圧検出器1および
電流検出器2と掛算器3との間、または掛算器3と積分
器4aおよび4bとの間に測定開始指令により閉じる開
閉素子を迫加することにより容易に実現できる。以上の
通り本発明によれば、フラッシュ溶接法によつて溶接さ
れた結果に対して破壊検査を行うことなく溶接結果の判
定を行なうことが可能となる。Therefore, the flash power is not integrated over the entire flash process, but is calculated over a certain period just before the start of the upset after the flash phenomenon has stabilized (several seconds before the start of the upset or the number of electrode movements before the start of the upset). By integrating the amount of flash power consumed during the period (between the words) and comparing it with the corresponding allowable power amount range,
This allows for more accurate quality judgment. In the embodiment shown in FIG. 1, this situation is closed by a measurement start command between the voltage detector 1, the current detector 2, and the multiplier 3, or between the multiplier 3 and the integrators 4a and 4b. This can be easily realized by adding a switching element. As described above, according to the present invention, it is possible to judge the welding result without performing a destructive inspection on the welding result by the flash welding method.
従来は溶接サンプルによる破壊検査から品質を推定して
いたため安全係数を余分に見込んでおフく必要があつた
が、本発明によれば安全係数を小さくすることができ、
また溶接結果を数値的に取扱うことができるので溶接結
果の保証を確実に行なうことができ、フラッシュパット
溶接により生産される製品の信頼性を飛躍的に向上させ
ることができる。図面の簡単な説明第1図は本発明の判
定方法を実施する装置の構成例を示す概略構成図、第2
図は第1図の実施例において用いる比較回路の具体的な
例を示す回路図である。Conventionally, quality was estimated from destructive tests using welded samples, which required an extra safety factor to be taken into consideration, but with the present invention, the safety factor can be reduced.
Furthermore, since the welding results can be handled numerically, the welding results can be reliably guaranteed, and the reliability of products produced by flash pad welding can be dramatically improved. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of the configuration of an apparatus for carrying out the determination method of the present invention, and FIG.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a specific example of a comparison circuit used in the embodiment of FIG.
1・・・・・・電圧検出器、2・・・・・・電流検出器
、3・・・・・掛算器、4a,4b・・・・・・積分器
、6a〜6f・・比較回路、7・・・・・・論理回路、
11・・・・・・固定側電極、12・・・・・・移動側
電極。1... Voltage detector, 2... Current detector, 3... Multiplier, 4a, 4b... Integrator, 6a to 6f... Comparison circuit , 7...logic circuit,
11... Fixed side electrode, 12... Moving side electrode.
Claims (1)
把持し、両電極間に電源装置から電力を供給しながら移
動側電極を固定側電極に向つて所定の速度で接近させて
フラッシュ工程およびアプセツト工程を行うフラッシュ
溶接により溶接された溶接部の品質を判定する方法にお
いて、フラッシュ工程中に供給される電力量Pfおよび
アプセツト工程中に供給される電力量Puをそれぞれ測
定し、別に前記フラッシュ電力量Pfの許容範囲を定め
る最大フラッシュ電力量Pfmax、最少フラッシュ電
力量Pfmin、前記アプセツト電力量Puの許容範囲
を定める最大アプセツト電力量Pumax、最少アプセ
ツト電力量Puminおよび前記両電力量の和(Pf+
Pu)に対する許容最大電力量P_0max、許容最少
電力量P_0minを定め、Pfmin≦Pf≦Pfm
ax、Pumin≦Pu≦PumaxであつてかつP_
0min≦Pf+Pu≦P_0maxであるときに溶接
良好であると判定することを特徴とするフラッシュ溶接
部の品質判定方法。 2 前記電力量P_0minおよびP_0maxがそれ
ぞれPfmin+Pumin≦P_0min及びPfm
ax+Pumax≧P_0maxなる条件を満している
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のフラッ
シュ溶接部の品質判定方法。 3 前記フラッシュ電力の積算をアプセツト開始直前を
含む一定の期間のみ行なうことを特徴とする特許請求の
範囲第1項または第2項に記載のフラッシュ溶接部の品
質判定方法。 4 固定側電極および移動側電極にそれぞれ被溶接物を
把持し、両電極間に電源装置から電力を供給しながら移
動側電極を固定側電極に向つて所定の速度で接近させる
ことによりフラッシュ工程およびアプセツト工程を行う
フラッシュ溶接により溶接された溶接部の品質を判定す
る装置において、前記両電極間の電圧を検出する電圧検
出器と、溶接電流を検出する電流検出器と、前記電圧検
出器および電流検出器の出力値からフラッシュ工程中に
供給される電力を積算するフラッシュ電力積算器と、前
記両検出器の出力値からアプセツト工程中に供給される
電力を積算するアプセツト電力積算器と、前記フラッシ
ュ電力積算器の出力が所定の範囲内に有るか否かを判別
する第1の判別器と、前記アプセツト電力積算器の出力
が所定の範囲内に有るか否かを判別する第2の判別器と
、前記フラッシュ電力積算器の出力およびアプセツト電
力積算器の出力の和が所定の範囲内に有るか否かを判別
する第3の判別器と、前記第1ないし第3の判別器がす
べて検出電力量がそれぞれ所定の範囲内にある信号を出
力しているときのみ溶接良好として信号を出力する論理
回路とを少なくとも具備したことを特徴とするフラッシ
ュ溶接品質判定装置。 5 上記第1ないし第3の判別器は、それぞれ独立して
設定可能な最大および最少許容電力量設定器と、各許容
電力量設定器の出力と各検出電力量とを入力として両入
力信号の大小に応じて論理信号を出力する比較器とから
構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第4項
に記載のフラッシュ溶接品質判定装置。[Claims] 1. A workpiece to be welded is held by the fixed electrode and the moving electrode, and the moving electrode approaches the fixed electrode at a predetermined speed while supplying power from the power supply between the two electrodes. In a method for determining the quality of a welded part by flash welding in which a flash welding process and an upset process are performed, the amount of electric power Pf supplied during the flash process and the amount of electric power Pu supplied during the upset process are measured, respectively. , a maximum flash power amount Pfmax, a minimum flash power amount Pfmin, which separately defines an allowable range of the flash power amount Pf, a maximum upset power amount Pumax, a minimum upset power amount Pumin, and a minimum upset power amount Pumin, which define an allowable range of the upset power amount Pu. sum (Pf+
Determine the maximum allowable power amount P_0max and the allowable minimum power amount P_0min for Pfmin≦Pf≦Pfm
ax, Pumin≦Pu≦Pumax and P_
A method for determining the quality of a flash welded part, characterized in that it is determined that welding is good when 0min≦Pf+Pu≦P_0max. 2 The power amounts P_0min and P_0max are Pfmin+Pumin≦P_0min and Pfm, respectively.
The method for determining the quality of a flash welded part according to claim 1, wherein the method satisfies the following condition: ax+Pumax≧P_0max. 3. The method for determining the quality of a flash welded part according to claim 1 or 2, characterized in that the flash power is integrated only for a certain period of time including immediately before the start of upsetting. 4. The work to be welded is held by the fixed electrode and the moving electrode, and the moving electrode is brought closer to the fixed electrode at a predetermined speed while supplying power from the power supply between the two electrodes, thereby performing the flash process and In an apparatus for determining the quality of a welded part welded by flash welding that performs an upset process, a voltage detector detects the voltage between the two electrodes, a current detector detects the welding current, and the voltage detector and the current a flash power integrator that integrates the power supplied during the flash process from the output value of the detector; an upset power integrator that integrates the power supplied during the upset process from the output values of both the detectors; A first discriminator that determines whether the output of the power integrator is within a predetermined range, and a second discriminator that determines whether the output of the upset power integrator is within a predetermined range. and a third discriminator that determines whether the sum of the output of the flash power integrator and the output of the upset power integrator is within a predetermined range, and the first to third discriminators all detect 1. A flash welding quality determination device comprising at least a logic circuit that outputs a signal indicating that the welding is good only when outputting a signal in which the amount of electric power is within a predetermined range. 5 The above-mentioned first to third discriminators input the maximum and minimum allowable power amount setters that can be set independently, the output of each allowable power amount setter, and each detected power amount, and calculate the output of both input signals. 5. The flash welding quality determination device according to claim 4, further comprising a comparator that outputs a logic signal depending on the magnitude.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15744777A JPS6044077B2 (en) | 1977-12-28 | 1977-12-28 | Quality determination method and device for flash welds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15744777A JPS6044077B2 (en) | 1977-12-28 | 1977-12-28 | Quality determination method and device for flash welds |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5490039A JPS5490039A (en) | 1979-07-17 |
| JPS6044077B2 true JPS6044077B2 (en) | 1985-10-01 |
Family
ID=15649848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15744777A Expired JPS6044077B2 (en) | 1977-12-28 | 1977-12-28 | Quality determination method and device for flash welds |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044077B2 (en) |
-
1977
- 1977-12-28 JP JP15744777A patent/JPS6044077B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5490039A (en) | 1979-07-17 |
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