[发明专利]焊接部的组织形状的图像化方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及焊接部的组织形状的图像化方法及装置，该图像化方法及装置适合用于汽车（automobile）等所用的车轮（wheel）的焊接部、钢板的对接焊接部（butt weld）、贴角焊接部（fillet weld）、钢管的焊接部（welding area ofsteel pipe）的品质评价（qualityevaluation），并且可通过非破坏检查（nondestructive inspection）来迅速且准确（清晰）地将焊接部的组织形状（structure form）图像化（imaging）。

背景技术

作为检查焊接部的品质的方法，列举如下的方法。

（1）破坏检查（destructive inspection）

从被检查体（test object）上切取样本（sample），对截面（cross-section surface）进行研磨后，用腐蚀液（etching agent）腐蚀而进行观察、测定。

（2）间接测定（indirect measurement）

例如，作为车轮的焊接部的品质评价方法，有专利文献1所公开的评价方法。该方法由如下步骤构成，即：预先求出车轮的焊接部的焊接中的轮缘（rim）外侧表面温度分布与焊接部的物理性状（physical nature）（熔化形状、熔化深度、强度等）之间的关系的步骤；在对车轮实际焊接时，计测车轮的焊接部在焊接中的轮缘外侧表面温度分布，将该计测数据（measured data）与先求出的轮缘外侧表面温度分布与焊接部的物理性状之间的关系进行比较，从而推定车轮的焊接部的物理性状。

（3）非破坏试验

提出有专利文献2所代表的采用超声波的焊接截面的图像化方法。通常，与母材部分相比，焊接部的组织的粒更粗大。因此，由于结晶粒径不同，因而在焊接部的组织和母材部分中，音速（acoustic velocity）上产生极细微的差。若将超声波的频率（ultrasonic frequency）提高成为例如20MHz～50MHz，并且一边利用通过比声透镜（acoustic lens）及阵列探头（array probe）等更细地集中（会聚）的超声波束（ultrasonicbeam）来对与焊接方向垂直的截面进行扫描（scan）、一边接收反射波（reflectedwave）并对接收到的信号进行亮度转换（brightness conversion）而将其图像化，则能够将焊接部的组织与母材部分之间的边界面（bounding surface）的形状可视化。

[现有技术文献]

专利文献

专利文献1：日本特开平11-101760号公报

专利文献2：日本特开2008-111742号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，以往的焊接部的品质评价方法（quality evaluation method）存在如下的问题。

（1）破坏试验

由于不能破坏产品本身，因此是利用一定量的样本反复进行测试（test）、并在与测试相同的焊接条件（welding condition）下焊接产品来保证品质的方法（method forguarantee the quality），因此没有进行针对每个产品的检查。此外，判定需花费时间和费用。

（2）间接测定（专利文献1）

通常，焊接中的被检查体的表面温度分布与焊接部的物理性状之间的关系存在偏差，有时会将优良品（non-defective product）判定成次品（defective product）、或相反地将次品判定成优良品。

（3）非破坏试验（专利文献2）

来自焊接部的组织的反射波是非常微弱的，对接收到的信号进行放大，并对该放大的信号进行亮度转换而将其图像化。此时，采用会聚（对焦）的超声波束，因此有时无法得到来自焊接部的组织的反射波。此外，在对接收信号（received signal）进行放大时，来自焊接部的组织的反射波以外的信号、例如表面反射波（surface-reflectedwave）、发送波（transmitter pulse）的波尾（ultrasonic tailing）、超声波探头内的回声（echo）等也被强调，难以得到清晰的图像。

本发明正是鉴于这种问题而完成的，其课题在于，不通过破坏试验或间接测定地在非破坏试验中将焊接部的组织清晰地可视化。

用于解决课题的手段