超音波探傷法による抵抗溶接部品質保証法の開発 -抵抗溶接部用STBの試作と探傷試験-

Development of Quality Assurance System for Resistance Welding by Ultrasonic Examination -Fabrication of STB for Resistance Welding and Ultrasonic Examination-

河野 秀作; 関 正之; 石橋 藤雄; 平子 一仁*; 塚田 竜也*

Kono, Shusaku; Seki, Masayuki; Fujio, Ishibashi,; Hirako, Kazuhiko*; Tsukada, Tatsuya*

抵抗溶接部に発生する欠陥は、微細であるため、従来からのX線による検査では、その欠陥を識別できないため、X線検査法に変わる手法としてより欠陥の分解能が高い、超音波法の適用について開発を行ってきた。超音波は、X線よりも物質内部へ伝わり易く、直進性も良いため、欠陥の検出能力に優れているが、超音波で得られる欠陥信号の強度と欠陥の大きさは必ずしも相対しない。これは、超音波の欠陥からの反射エコーの大きさが、反射源である欠陥の形状、向きに大きく影響されるためである。そこで、パルスモーターで探触子と試料回転軸を駆動制御させ、欠陥位置データと超音波エコーを組み合わせて画像処理を行い、欠陥の寸法及び位置を正確に把握できる溶接部超音波検査装置を開発した。しかし、超音波検査法は、あくまで比較検査法であるため、検査装置の持つ欠陥検出能や探傷感度の保証には、既知の欠陥を持つ、標準試験片や対比試験片が必要となる。標準試験片は、JIS等でも規定されているが、抵抗溶接部のような特殊な部位に発生する特異な欠陥に対しては、その形状に特化した標準試験片が必要となる。そこで、標準試験片加工方法の検討を行い、放電加工と拡散接合により標準試験片を試作した。この試作標準試験片の人工欠陥を用いて探傷感度、データ画像処理用しきい値の校正を行い、超音波による探傷結果とその部位の金相試験による実測と比較した結果、欠陥深さ方向分解能が3m、欠陥寸法、接合長さ測定において誤差が10m以内の探傷性能を持つことが判明し、標準試験片による探傷条件校正の有効性が確認された。また、溶接部欠陥の出来方と探傷画像に特異なパターンが存在することも探傷結果と金相試験の対比により確認された。

The defect occurred at the resistance welding zone is very minute and therefore cannot be identified by X-ray inspection. Then, the ultrasonic examination method, in which the resolution of the defect is higher than that of the X-ray inspection method, has been developed. The ultrasonic wave sounds straight easier in the material than X rays, excels in defecting the micro defect. However, the pulse amplitude of ultrasonic wave is influenced by the shape and direction of the defect. Then, the ultrasonic inspection equipement, in which the ultrasonic probe and the sample rotation axis are controlled to drive with the pulse motor and the defect data (position and size)are analized by image processing ultrasonic signal, was developed to measure the shape and the position of defect accurately. However, an ultrasonic examination method is the comparative inspection method. Therefore, the standard test block or the reference block is indispensable to guarantee the defectability and the ultrasonic echo sensibility of the inspection device. The standard test block is provided in JIS etc, it is needed to defect the peculiar defect occurred at the resistance welding zone. Then, the method of processing a standard test block is examined, the standard test block was made experimentally by electric discharge processing and diffusion junction method. The ultrasonic echo sensitivity and the threshold for image processing were proofread by using the standard test block, the ultrasonic inspection and metallographic inspection were executed. Comparing the ultrasonic inspection results with the metallographic inspection results, the detectability of defect depth and the measurement accuracy were proved to be 3m and with errors less than 10m respectively. From these results, the effectireness of proofreading the ultrasonic inspection condition by the standard test block was confirmed. Moreover, it was confirmed that there was a peculiar relationship between the depth ...