Ｘ線による溶接検査方法及び溶接検査装置並びにその検査装置を用いた溶接装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、検査対象物に形成された溶接部にＸ線を透過させてその透過Ｘ線により溶接部を検査する方法及び検査装置、並びにその検査装置を組み込んだ溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この種の溶接部の検査方法の一例として、例えば特開平５―１４２２０４号公報等に示されるように、電磁誘導により起電力を発生させる検査コイルを設け、この検査コイルに印加される印加電源周波数の変化と、磁場中にある検査対象物による誘導起電力の変化とを比較して検査対象物の欠陥の大きさや位置等を検査する方法が知られている。
【０００３】このように検査対象物を破壊せずに溶接部を検査する方法はいわゆる非破壊検査と呼ばれ、上記の如き渦電流探傷検査方法の外に各種の方法が知られているが、その中の１つとして、検査対象物にＸ線を照射してその透過画像をＸ線フィルムや蛍光板等に現し、この透過画像から検査対象物の良否を判定するようにするＸ線透過検査法がある。
【０００４】このＸ線透過検査方法では、検査対象物を透過したＸ線の透過量が大きいときには、蛍光板等での反応度が大きくて画像濃度が明るくなる一方、Ｘ線透過量が小さいときには、蛍光板等での反応度が小さくて画像濃度が暗くなることを利用し、対象物内部の空洞や異物等の不良を検査するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のものでは、溶接部における空洞や異物の部分のみによる溶接不良部分しか検査できず、溶接部の大きさや形状が適正範囲で溶接自体が良好に行われているか否かを判定検査することはできないとされていた。
【０００６】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、溶接部を透過した透過Ｘ線の検出方法を変えることにより、Ｘ線透過方法を用いて溶接部の溶接が良好に行われたかどうかを正確に判定できるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的の達成のため、本発明では、検査対象物の溶接部にＸ線を照射して透過させたとき、その溶接部において溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との境界面でＸ線が散乱等の相互作用を受けてＸ線透過量が減衰される現象を見出だし、この現象による上記組織境界面の透過画像を検出し、その組織境界面の画像の濃度や形状寸法等に基づいて溶接部の良否を検査することとした。
【０００８】すなわち、請求項１〜３の発明はＸ線による溶接検査方法であり、請求項１の発明では、検査対象物の溶接部にＸ線を照射して得られるＸ線透過画像から、溶接部において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の透過画像を検出し、上記組織境界面の透過画像の少なくとも濃度及び形状に基づいて溶接部を検査することを特徴とするものである。
【０００９】請求項２の発明では、上記溶接部は、複数の板材同士をスポット溶接するスポット溶接部とする。
【００１０】請求項３の発明では、上記スポット溶接部に対しＸ線をスポット溶接部における上記組織境界面と略直角な方向から照射する。
【００１１】一方、請求項４〜１０の発明はＸ線による溶接検査装置であり、請求項４の発明では、Ｘ線を検査対象物の溶接部に照射するＸ線照射手段と、このＸ線照射手段からのＸ線が溶接部を透過した透過Ｘ線を受けて溶接部の透過画像を現す画像生成手段と、この画像生成手段により得られた透過画像から、溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の透過画像を検出する境界面検出手段と、この境界面検出手段による組織境界面の透過画像の少なくとも濃度及び形状に基づいて溶接部を検査する検査手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】請求項５の発明では、上記画像生成手段は、Ｘ線により反応して透過画像を現すフィルム又は蛍光板とし、このフィルム又は蛍光板に現れた透過画像を撮影するテレビカメラを設ける。
【００１３】そして、境界面検出手段は、上記テレビカメラで撮影された透過画像に対し例えば明るさについて２値化する等の処理をし、この処理された処理画像から組織境界面の画像を検出するように構成されているものとする。
【００１４】請求項６の発明では、上記請求項５の溶接検査装置において、検査手段は、境界面検出手段による処理画像の濃度や形状寸法等のデータを、予め設定されている基準値と比較して、溶接部の良否を検査するように構成されているものとする。
【００１５】請求項７の発明では、請求項３、４又は５の溶接検査装置において、溶接部は、複数の板材同士をスポット溶接するスポット溶接部とする。
【００１６】また、請求項８の発明では、同様に、溶接部は、２つの溶接対象同士をプロジェクション溶接するプロジェクション溶接部とする。
【００１７】さらに、請求項９の発明では、溶接部は、２つの溶接対象同士をスタッド溶接するスタッド溶接部とする。
【００１８】請求項１０の発明では、複数のスポット溶接部を自動検査するために、複数のスポット溶接部を有する検査対象物を支持する支持台と、この支持台上の検査対象物にＸ線を照射するＸ線照射手段と、上記支持台に対し上記Ｘ線照射手段と反対側にかつＸ線照射手段に対応して配設され、Ｘ線照射手段からのＸ線が検査対象物を透過した透過Ｘ線を受けてＸ線透過画像を得る画像生成手段と、上記支持台とＸ線照射手段及び画像生成手段との一方を他方に対し、Ｘ線照射手段からのＸ線が検査対象物の所定の区画範囲毎に順次透過されて画像生成手段で区画範囲毎のＸ線透過画像が得られるように相対移動させる走査手段と、この走査手段の作動により画像生成手段で得られた検査対象物の区画範囲毎の複数の透過画像をそれぞれ順次撮影するテレビカメラと、このテレビカメラで撮影された各透過画像を処理して、検査対象物の溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の透過画像を検出する境界面検出手段と、この境界面検出手段により処理された処理画像の各々の濃度や形状寸法等のデータをそれぞれ予め設定されている同基準値と比較して、各スポット溶接部の良否を判別する検査手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】請求項１１の発明は、上記請求項４のＸ線による溶接検査装置を用いた溶接装置であって、該溶接検査装置と、検査対象物を溶接して溶接部を形成する溶接手段と、上記溶接検査装置により検査された溶接部の検査結果に基づいて上記溶接手段による溶接条件を設定する溶接条件設定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
【作用】上記の構成により、請求項１の発明では、検査対象物の溶接部にＸ線が照射されてその透過画像が得られ、この透過画像から、溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の透過画像が検出される。すなわち、溶接部にＸ線が照射されたとき、そのＸ線は溶接部の溶融部と母材との組織境界面で散乱等の相互作用を受け、この相互作用によってＸ線透過量が減衰され、この透過量の減衰により上記組織境界面の透過画像が得られる。そして、この組織境界面の透過画像を検出してその少なくとも濃度及び形状に基づいて溶接部が検査される。
【００２１】また、請求項４の発明では、Ｘ線照射手段からＸ線が検査対象物の溶接部に照射されると、このＸ線は溶接部を透過して透過Ｘ線となり、この透過Ｘ線を画像生成手段が受けて溶接部の透過画像が得られる。そして、境界面検出手段では、上記画像生成手段による透過画像から、上記と同様にして、溶接部に溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の透過画像が検出され、検査手段で上記境界面検出手段による組織境界面の透過画像の少なくとも濃度及び形状に基づいて溶接部が検査される。従って、これら請求項１又は４の発明では、Ｘ線により検査対象物の溶接部の大きさや形状を検出して、その溶接部の溶接が良好に行われたかどうかを正確に判定することができる。
【００２２】請求項２又は７の発明では、複数の板材同士をスポット溶接するスポット溶接部の良否を正確に検査することができる。
【００２３】請求項３の発明では、Ｘ線がスポット溶接部に対し組織境界面と略直角な方向から照射されるので、その組織境界面でのＸ線の散乱等の作用量が大きくなり、組織境界面の画像が明確になってそれを容易に検出することができる。
【００２４】請求項５の発明では、検査対象物の溶接部を透過したＸ線は画像生成手段としてのフィルム又は蛍光板で捕らえられてそれに透過画像が現され、このフィルム又は蛍光板に現れた透過画像がテレビカメラにより撮影される。このテレビカメラで撮影された透過画像は境界面検出手段で画像処理され、この処理画像から組織境界面の画像が検出される。よって、透過Ｘ線による透過画像を生成する画像生成手段、及び組織境界面の画像を検出するための検出手段を具体化でき、しかもその検出を容易に正確に行うことができる。
【００２５】請求項６の発明では、検査手段において、境界面検出手段により２値化された２値化画像の数値データが、予め設定されている組織境界面の画像の濃度及び形状寸法の基準値と比較され、この比較結果を基に溶接部の良否が検査される。従って、溶接部の組織境界面からその良否を検査するための検査手段を具体化して、その検査を容易に正確に行うことができる。
【００２６】請求項８の発明では、２つの溶接対象同士をプロジェクション溶接するプロジェクション溶接部の良否を正確に検査することができる。
【００２７】請求項９の発明では、２つの溶接対象同士をスタッド溶接するスタッド溶接部の良否を正確に検査することができる。
【００２８】請求項１０の発明では、検査対象物のスポット溶接部を検査する場合、その検査対象物は支持台に支持され、この支持台上の検査対象物の最初の区画範囲にＸ線照射手段からＸ線が照射される。このＸ線は検査対象物を透過して透過Ｘ線となり、この透過Ｘ線は支持台に対しＸ線照射手段と反対側にある画像生成手段に受けられて、該画像生成手段にＸ線透過画像が現れる。次いで、走査手段により上記支持台とＸ線照射手段及び画像生成手段との一方が他方に対し相対移動された後、検査対象物の次の区画範囲にＸ線が照射されて、その透過画像が画像生成手段に現れる。このようにしてＸ線照射手段からのＸ線が検査対象物の所定の区画範囲毎に順次透過され、上記画像生成手段に上記区画範囲毎のＸ線透過画像が順に得られ、これら複数の透過画像はそれぞれ順次テレビカメラにより撮影される。さらに、このテレビカメラによる各撮影画像は、境界面検出手段で明るさについて２値化処理等の処理が行われ、検査対象物の各スポット溶接部において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の画像が検出される。そして、検査手段では、上記境界面検出手段により処理された処理画像の各々の濃度や形状寸法等のデータがそれぞれ予め設定されている同基準値と比較され、各スポット溶接部の良否が判別される。従って、検査対象物における複数のスポット溶接部を区画範囲毎に分けてそれぞれ順に自動的に検査することができる。
【００２９】請求項１１の発明では、請求項４の溶接検査装置により溶接部が検査されると、その溶接検査装置により検査された溶接部の検査結果に基づいて溶接手段による溶接条件が溶接条件設定手段において設定される。従って、溶接検査装置を組み込んだ溶接装置が得られ、溶接部の良否の検査結果を溶接手段の溶接条件にフィードバックして、溶接条件を適正状態に保つことができ、溶接不良を低減して溶接部の品質を向上させることができる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図４は本発明の実施例に係るＸ線による溶接検査装置の全体構成を示し、この検査装置は、例えばパネル材（板材）同士を複数の箇所でスポット溶接して自動車の車体部品としてのシュラウドメンバを製造する際に、そのシュラウドメンバを検査対象物４１としてその各スポット溶接部４４の溶接状態の良否を自動的に検査するものである。
【００３１】図４において、１は箱状の基台で、その上面には水平方向の一方に長い矩形フレーム状の支持台２が長さ方向に移動可能に取付支持され、この支持台２の長さ方向の両端部にはそれぞれワーク支持部３，３が相対するワーク支持部３，３との間で検査対象物４１を所定の姿勢で支持するように設けられている。
【００３２】また、上記支持台２を検査対象物４１と共に長さ方向に移動させるモータ等のアクチュエータ５が設けられ、このアクチュエータ５は、走査機構シーケンサ６のシーケンサ信号に応じてアクチュエータ５を作動制御する走査機構コントローラ６に接続されており、これらアクチュエータ５、走査機構シーケンサ６及び走査機構コントローラ７により支持台２を移動させる走査装置８が構成されている。そして、この走査装置８により支持台２を、後述する基台１上面の蛍光板１３及び該蛍光板１３の真上に位置するＸ線管１０に対し、Ｘ線管１０からのＸ線が検査対象物４１を例えば長さ方向に複数に区画した区画範囲毎に順次透過されて蛍光板１３上に区画範囲毎のＸ線透過画像が得られるように相対移動させる。
【００３３】上記支持台２の上方には基台１の略真上位置に支持台２上の検査対象物４１にＸ線を照射するＸ線照射手段としてのＸ線管１０が配設されている。このＸ線管１０にはＸ線発生ユニット１１の出力が接続されており、Ｘ線発生ユニット１１の作動によりＸ線管１０から下方に向かうＸ線を発生させてそれを支持台２上の検査対象物４１に照射するようにしている。
【００３４】上記基台１の上面は開口され、その開口には画像生成手段としての蛍光板１３が配置されている。すなわち、この蛍光板１３は上記支持台２に対しＸ線管１０と反対側たる下側にＸ線管１０に上下に対応して配設されており、この蛍光板１３において、上記Ｘ線管１０から検査対象物４１に照射されたＸ線を直接、又は検査対象物４１を透過した透過Ｘ線としてそれぞれ受けて検査対象物４１のＸ線透過画像を現すようにしている。
【００３５】上記基台１内部には、テレビカメラ１５がそのレンズ部（図示せず）を上方つまり基台１上面の上記蛍光板１３に向けて収容固定されており、このテレビカメラ１５において、上記走査装置８の作動により基台１上面の蛍光板１３で検査対象物４１の区画範囲毎に順に得られた複数の透過画像をそれぞれ順次撮影して電気信号に変換するようにしている。
【００３６】上記テレビカメラ１５の出力は画像演算装置１７を経てパソコン１９に接続されている。この画像演算装置１７は、テレビカメラ１５による撮影画像を処理して、図１に示す各スポット溶接部４４のナゲット４５の径等を判別し易くするもので、テレビカメラ１５で撮影された各透過画像に対し例えば明るさについて２値化する等の処理をする。そして、この画像演算装置１７と、パソコン１９における一部の信号処理機能とで境界面検出手段が構成されており、この境界面検出手段により、検査対象物４１の各スポット溶接部４４において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部としてのナゲット４５と組織変化を生じない母材４６との組織境界面４７の画像を検出する。
【００３７】ここで、上記各スポット溶接部４４の組織境界面４７によるＸ線透過画像について図１及び図２により説明する。上記各スポット溶接部４４では、図３に拡大詳示するように、重合された２枚のパネル材４２，４２が各々の裏面にてナゲット４５で接合され、各パネル材４２の表面にはナゲット４５の中心から周縁近傍にかけて溶接時の加圧力により凹陥部４９が形成され、その凹陥部４９の周囲は盛り上がっており、この盛上り部５０尖端での検査対象物４１の厚さｔ１は例えばｔ１＝３．１ｍｍとされ、凹陥部４９底部での同厚さｔ２は例えばｔ２＝２．６７ｍｍとされている。
【００３８】また、溶接部４４のナゲット４５は各パネル材４２においてその表面側から裏面側に向かって径が大きくなるように円錐台形状とされている。つまり、このナゲット４５と母材４６との組織境界面４７は各パネル材４２の表面側から裏面側に向かって径が大きくなるように逆テーパ状に広がっている。
【００３９】そして、図１又は図２に示すように、斯かるスポット溶接部４４にＸ線が照射されたとき、そのＸ線は溶接部４４の溶融部としてのナゲット４５と母材４６との組織境界面４７で散乱等の相互作用を受け、この相互作用によってＸ線透過量が減衰される。この組織境界面４７によって透過量を減衰された透過Ｘ線の強度は、減衰を受けていない他の透過Ｘ線よりも弱くなるので、その透過Ｘ線を蛍光板１３で受けると、その部分は蛍光板１３上に蛍光の明るさが低くて暗い部分となって現れる。よって、この暗い部分から上記組織境界面４７の透過画像を検出することができる。
【００４０】すなわち、一般に、吸収体（ここでは２枚のパネル材４２，４２からなる検査対象物４１）を強度Ｉ0 のＸ線が透過するとき、透過Ｘ線の強度Ｉは次式■で表される。
【００４１】Ｉ＝Ｉ0 ・Ｂ・ｅ−μｔ …■ここで、ｔは吸収体の厚さである。μは吸収係数であって、吸収体の密度（鋼板では７．８９ｇ／ｃｍ3 ）、厚さｔ及びＸ線の強度（電圧ｋＶ）により変化し、以下の式■により算出される。
【００４２】μ＝τ＋σT ＋σCS＋σCA …■τは光電吸収係数、σT はトムソン散乱係数、σCSはコンプトン散乱係数の光量子の散乱部分（散乱Ｘ線）、σCAはコンプトン散乱係数の反跳電子吸収部分である。例えば１００ｋＶの電圧のＸ線が鋼板に入射されたときの吸収係数μの値は、μ＝０．３７２（ｃｍ2 ／ｇ）×密度＝２．９（１／ｃｍ）
となる。
【００４３】また、Ｂは再生係数で、以下の式■により算出される。
【００４４】Ｂ＝（Ｉ＋ＩS ）／Ｉ …■ＩS は２次Ｘ線の強さの総和で、ＩS ＝Ｉ／（τ＋σT ）
で得られる。
【００４５】したがって、Ｘ線の電圧が１００ｋＶであるとき、ＩS ＝Ｉ／（０．２０６＋０．０２８）×９．８＝０．４３×ＩＢ＝（１＋０．４３）Ｉ／Ｉ＝１．４３となる。
【００４６】そして、上記実施例の構成において、２枚のパネル材４２，４２を重ねた検査対象物４１全体の厚さｔがｔ＝ｔ１（＝３．１ｍｍ）のときと、ｔ＝ｔ２（＝２．６７ｍｍ）であるときとの各々についてのＸ線透過量の比Ａは以下の式■から求められる。
【００４７】
Ａ＝（Ｉ0 ・Ｂ・ｅ−μｔ１）／（Ｉ0 ・Ｂ・ｅ−μｔ２）
＝１．１３５ …■よって、上記厚さｔ１，ｔ２の差、換言すればナゲット４５の凹陥部４９の底部とその周囲の盛上り部５０との厚さ部分の差はＸ線透過画像には現れず、その透過画像に現れているものは組織境界面４７によるものである。
【００４８】より具体的には、図２（ａ）に示す如く、Ｘ線をパネル材４２，４２の表面と直交方向から上記組織境界面４７と略平行となるように照射したとき、そのＸ線透過画像は図２（ｂ）に示されるようになり、溶接時の溶接熱により組織変化を生じたナゲット４５（溶融部）と組織変化を生じない母材４６との組織境界面４７の画像は同心状に重なったリング状に現れる。
【００４９】一方、図１（ａ）に示すように、Ｘ線をパネル材４２，４２の表面と所定角度θ（例えばθ＝３０°）だけ傾斜した方向から上記組織境界面４７と略直角となるように照射したとき（具体的には組織境界面４７のうち、図１（ａ）の上部左側部分及び下部右側部分が略直角方向となる）、そのＸ線透過画像は図１（ｂ）に示されるようになり、溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部としてのナゲット４５と組織変化を生じない母材４６との組織境界面４７の画像は斜めのリング状に現れる。そして、このようにＸ線をスポット溶接部４４に対し組織境界面４７と略直角な方向から照射することで、Ｘ線を組織境界面４７と略平行に照射したとき（図２（ａ）の状態）と比べ、その組織境界面４７でのＸ線の散乱等の作用量が大きくなり、組織境界面４７を容易に検出することができる。
【００５０】上記の如く、上記画像演算装置１７の出力信号はパソコン１９に入力され、このパソコン１９における他の信号処理機能で検査手段が構成されており、この検査手段で、上記画像演算装置１７により２値化処理等の処理をされた処理画像の各々の濃度や形状寸法等のデータをそれぞれ予め設定されている同データの基準値と比較して、各スポット溶接部４４の良否を判別するようになされている。尚、上記パソコン１９は、上記Ｘ線発生ユニット１１及び走査装置８の走査機構シーケンサ６にそれぞれ制御信号を出力して、Ｘ線の発生動作及び走査装置８の作動を制御する信号処理機能をも有する。
【００５１】次に、上記実施例の作動について説明する。まず、検査しようとするスポット溶接後の検査対象物４１（シュラウドメンバ）を支持台２上のワーク支持部３，３間に支持し、支持台２を移動方向の始端側位置に移動させて検査対象物４１の最初の区画範囲をＸ線管１０の真下位置（基台１上面における蛍光板１３の真上位置）に位置付けた後、この支持台２上の検査対象物４１に上方のＸ線管１０からＸ線を照射する。このＸ線は基本的に支持台２上の上記検査対象物４１における最初の区画範囲を透過した後に基台１上面の蛍光板１３に入射する。このため、蛍光板１３においてＸ線の入射した部分が発光し、その発光部分は入射Ｘ線強度の大きいほど明るくなり、このことで蛍光板１３にスポット溶接部４４を含む検査対象物４１のＸ線透過画像が得られる。
【００５２】さらに、上記蛍光板１３上のＸ線透過画像はテレビカメラ１５により撮影され、そのテレビカメラ１５から画像信号が出力されて画像演算装置１７に入力される。この画像演算装置１７においては、テレビカメラ１５により撮影されたＸ線透過画像がその明るさについて明暗の２種類に２値化される等の画像処理をされ、この画像演算装置１７の検出結果は信号としてパソコン１９に入力される。そして、このパソコン１９において、画像演算装置１７による処理画像から検査対象物４１の各スポット溶接部４４において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部としてのナゲット４５と組織変化を生じない母材４６との組織境界面４７の画像が検出されるとともに、画像演算装置１７による処理画像の各々の濃度や形状寸法等のデータが、それぞれ予め先に設定されている基準値と比較されて、各スポット溶接部４４の良否が判別される。以上で、検査対象物４１における最初の区画範囲における各スポット溶接部４４が検査される。
【００５３】よって、こうして組織境界面４７のＸ線透過画像から各スポット溶接部４４のナゲット４５の形状や大きさを検出して、その基準値との比較によってスポット溶接部４４の良否を判定することができる。
【００５４】以上のようにして検査対象物４１の最初の区画範囲の各スポット溶接部４４の良否を判定した後、アクチュエータ５の作動により支持台２を移動させて検査対象物４１の次の区画範囲をＸ線管１０の真下位置に位置付け、その後、その検査対象物４１の該区画範囲に上記と同様にしてＸ線を照射し、その透過画像を蛍光板１３上に得てテレビカメラ１５で撮影し、その画像を処理して各溶接部４４の組織境界面４７を検出し、しかる後に組織境界面４７から溶接部４４の良否を判定する。以後、支持台２を移動方向の終端側位置まで移動させながら、上記と同様にして検査対象物４１の各区画範囲における溶接部４４を順に判定する。こうすることで、検査対象物４１における複数のスポット溶接部４４をそれぞれ順に自動的に検査することができる。
【００５５】この実施例では、検査対象物４１の各区画範囲におけるスポット溶接部４４を透過したＸ線により蛍光板１３上にＸ線透過画像を出現させ、このＸ線透過画像をテレビカメラ１５により撮影して、その撮影画像を画像演算装置１７で処理し、この処理画像から組織境界面４７の画像の濃度や形状寸法等を検出するので、検査対象物４１の各スポット溶接部４４における組織境界面４７の画像を具体的にかつ容易に検出することができる。
【００５６】また、パソコン１９において、上記画像演算装置１７にて処理された処理画像の濃度や形状寸法等のデータを、予め設定されている同データの基準値と比較し、この比較結果を基にスポット溶接部４４の良否を検査するので、溶接部４４の検査を具体的にかつ容易に正確に行うことができる。
【００５７】尚、本発明者は、図５及び図６に示すように、同じ板厚の２枚のパネル材４２，４２を５つの打点位置Ａ〜Ｅで各打点位置Ａ〜Ｅの溶接条件を異ならせてスポット溶接した試験片を２つ作製し、その一方については上記のようにしてＸ線透過画像（非破壊検査）により各スポット溶接部を検査した。また、他方の試験片については破壊（破壊検査）して各スポット溶接部４４の検査を行って、そのナゲット径を実測した。尚、試験片の作製条件を表１に示す。試験片における各パネル材４２の材質はみがき鋼板（ＳＰＣ１−Ｎ）及び亜鉛めっき鋼板の２種類である。
【００５８】
【表１】
【００５９】この試験によれば、本発明の方法による検査結果は破壊検査と同等の結果が得られ、十分な実用性を有することが判った。
【００６０】（他の実施例）上記実施例では、走査装置８による支持台２の移動によって検査対象物４１を区画範囲毎に移動させ、その区画範囲毎の各スポット溶接部４４を順に検査するようにしているが、本発明は、１つのスポット溶接部４４を検査する場合にも適用することができるのは勿論である。すなわち、検査対象物４１のスポット溶接部４４にＸ線管１０からのＸ線を照射して得られる蛍光板１３上のＸ線透過画像から、スポット溶接部４４において溶接時の溶接熱により組織変化を生じたナゲット４５と組織変化を生じない母材４６との組織境界面４７の透過画像を検出し、この組織境界面４７の透過画像の少なくとも濃度及び形状に基づいてスポット溶接部４４の良否を判定すればよい。
【００６１】また、上記実施例では、透過Ｘ線によるＸ線透過画像を現出するための画像生成手段を蛍光板１３としているが、その他、上記のような連続的な検査には向かないが必要に応じて、Ｘ線に感光するＸ線用フィルムを使用することもできる。
【００６２】また、上記実施例は検査対象物４１がスポット溶接部４４を有する場合の例であるが、その他の溶接方法によって溶接された溶接部についても、上記と同様にして検査対象物における溶融部と母材との間の組織境界面を検出することで、その溶接の良否を検査することができる。
【００６３】例えば、図７はプロジェクション溶接の場合を、また図８はスタッド溶接の場合をそれぞれ示している。上記プロジェクション溶接は、例えば２つの溶接対象の一方としてのナット５３を他方としてのパネル材５４の表面に溶接するもので、上記ナット５３の下面隅角部には突起５３ａ，５３ａ，…が形成されている。そして、ナット５３をパネル材５４表面の溶接箇所にナット５３の各突起５３ａがパネル材５４に接した状態で載置し、ナット５３の上面から一方の電極２１を、またパネル材５４の下面から他方の電極２２をそれぞれ押し当てて両電極２１，２２間でナット５３及びパネル材５４を挟持し、その状態で両電極２１，２２間に電流を流すことにより、その電流でナット５３の突起５３ａ，５３ａ，…を溶融させてパネル材５４の表面に溶着させるようになっている。
【００６４】一方、スタッド溶接は、２つの溶接対象の一方としてのボルト５５（スタッドボルト）の頭部５５ａを他方としてのパネル材５４の表面に溶接するものである。そして、ボルト５５を、スパークシールド２４内の電極を兼ねるチャック２５によりねじ部５５ｂにて頭部５５ａがチャック２５から出るように掴んで、パネル材５４表面の溶接箇所にボルト５５の頭部５５ａがパネル材５４から離れた状態で支持し（図８（ａ））、スパークシールド２４をパネル材５４表面に当接させた状態でチャック２５と共にボルト５５を下降させて頭部５５ａをパネル材５４表面に当接させた（図８（ｂ））後に、チャック２５をパネル材５４との間に、予め蓄えている電荷による電圧を印加しながら上昇させてボルト５５とパネル材５４との間に低電流のパイロットアークを発生させ（図８（ｃ））、その後、全ての電荷を放電させてボルト５５の頭部５５ａとそれに対向するパネル材５４表面とを溶融させた状態で（図８（ｄ））、チャック２５を下降させてボルト５５の頭部５５ａをパネル材５４に押し付ける（図８（ｅ））ことにより、ボルト５５の頭部５５ａを溶融させてパネル材５４の表面に溶着させる。
【００６５】これらプロジェクション溶接やスタッド溶接の場合でも、上記実施例と同様にしてＸ線透過画像から各溶接部における溶融部と母材との間の組織境界面を検出すればよく、その溶接の良否を正確に検査できる。
【００６６】また、上記実施例で説明した溶接検査装置を溶接装置に組み込み、溶接検査装置の検査データをフィードバックしながら溶接の際の溶接条件を制御するようにしてもよい。
【００６７】その一例を例示すると、図９はスポット溶接装置の全体構成を示し、２６は複数枚のパネル材（図示せず）を挟んでスポット溶接する溶接手段としてのスポット溶接機で、その通電制御システムが周知のものとは異なる。すなわち、この溶接機２６は周知構造のもので、例えば上下に間隔をあけて対向配置された１対の電極２７，２８を有し、上側電極２７はアッパアーム２９の先端部に、また下側電極２８はロアアーム３０の先端部にそれぞれ固定されている。上記両アーム２９，３０の中間部同士は揺動軸３１によりそれぞれ揺動可能に連結支持され、両アーム２９，３０の後端部（先端部と反対側）間にはエアシリンダ３２が架設されており、このシリンダ３２の伸縮作動によりアーム２９，３０を揺動させて上下電極２７，２８を同士を互いに接離させ、両電極２７，２８の間隔を変える。そして、シリンダ３２の収縮作動により両電極２７，２８の間隔を拡げておき、両電極２７，２８間に溶接しようとするパネル材を重ね合わせて配置しておき、シリンダ３２の伸長作動により上下電極２７，２８を接近させ、両電極２７，２８により両パネル材を所定の加圧力で加圧するとともに、その加圧状態で後述の電源３６から電極２７，２８間に電流を流すようになっている。
【００６８】そして、上記両電極２７，２８はトランス３４及び制御装置３５を介して電源３６に接続されている。さらに、制御装置３５は溶接条件設定装置３７に接続されており、この溶接条件設定装置３７により溶接機２６によるスポット溶接の溶接条件を設定し、制御装置３５において、上記設定された溶接条件となるように電極２７，２８によるパネル材の加圧状態で電極２７，２８間に通電するとともに、両パネル同士が抵抗溶接されるように電極２７，２８間に流れる電流の大きさ及び通電時間を制御する。そして、この溶接条件設定装置３７には上記実施例の溶接検査装置で示したパソコン１９が接続されており、溶接条件設定装置３７において、溶接検査装置のパソコン１９にて検査されたスポット溶接部４４の検査結果に基づいて上記制御装置３５によるスポット溶接部４４の溶接条件を設定するようにしている。
【００６９】このように溶接機２６に溶接検査装置を組み込めば、溶接機２６で溶接した溶接部４４の良否を検査して、その検査結果をリアルタイムで溶接機２６の溶接条件にフィードバックさせ、溶接条件を適正状態に安定して保つことができ、溶接不良を低減して溶接部４４の品質を向上させることができる。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１又は４の発明によると、検査対象物の溶接部にＸ線を照射して得られるＸ線透過画像から、溶接部において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の透過画像を検出し、この組織境界面の透過画像の少なくとも濃度及び形状に基づいて溶接部を検査するようにしたことにより、Ｘ線により検査対象物の溶接部の大きさや形状を検出して、その溶接部の良否の検査を正確に行うことができる。
【００７１】請求項２又は７の発明によると、溶接部はスポット溶接部としたことで、複数の板材同士をスポット溶接するスポット溶接部の検査を正確に行うことができる。
【００７２】請求項３の発明では、Ｘ線をスポット溶接部に対し組織境界面と略直角な方向から照射することにより、組織境界面でのＸ線の散乱等の作用量を大きくでき、組織境界面の検出の容易化を図ることができる。
【００７３】請求項５の発明によると、Ｘ線により反応して透過画像を現すフィルム又は蛍光板と、このフィルム又は蛍光板に現れた透過画像を撮影するテレビカメラとを設け、このテレビカメラで撮影された透過画像を画像処理し、その処理画像から組織境界面を検査するようにしたことにより、透過Ｘ線による透過画像を生成する画像生成手段、及び組織境界面の画像を検出するための検出手段を具体化して、組織境界面の画像の検出の容易化を図ることができる。
【００７４】請求項６の発明によると、さらに、上記画像演算手段による処理画像の濃度や形状寸法等のデータを、予め設定されている同データの基準値と比較して、溶接部の良否を検査するようにしたことにより、溶接部の組織境界面からその良否を検査するための検査手段を具体化でき、その検査の容易化を図ることができる。
【００７５】請求項８の発明によると、溶接部は、２つの溶接対象同士をプロジェクション溶接するプロジェクション溶接部としたことにより、プロジェクション溶接部の検査の容易化を図ることができる。
【００７６】請求項９の発明によると、溶接部は、２つの溶接対象同士をスタッド溶接するスタッド溶接部としたことにより、スタッド溶接部の検査の容易化を図ることができる。
【００７７】請求項１０の発明によると、複数のスポット溶接部を有する検査対象物を支持台に支持し、この支持台上の検査対象物にＸ線を照射して該Ｘ線が検査対象物を透過した透過Ｘ線により画像生成手段でＸ線透過画像を生成しながら、支持台とＸ線照射手段及び画像生成手段との一方を他方に対し、Ｘ線照射手段からのＸ線が検査対象物の所定の区画範囲毎に順次透過されて画像生成手段が区画範囲毎のＸ線透過画像を得るように相対移動させ、この画像生成手段で得られる複数の透過画像をそれぞれ順次テレビカメラで撮影し、このテレビカメラで撮影された各透過画像を処理して、検査対象物の各スポット溶接部において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の画像を検出するとともに、上記処理された画像の各々のデータをそれぞれ予め設定されている基準値と比較して、各スポット溶接部の良否を判別するようにしたことにより、検査対象物に複数のスポット溶接部があってもそれらを順に自動的に検査でき、複数のスポット溶接部の検査の自動化を図ることができる。
【００７８】請求項１１の発明によると、請求項４の溶接検査装置により検査された溶接部の検査結果に基づき、溶接手段の溶接条件を設定するようにしたことで、Ｘ線透過による溶接検査装置を組み込んだ溶接装置を得ることができ、溶接部の検査結果のフィードバックにより溶接条件を適正状態に保って、溶接部の品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例において検査対象物のスポット溶接部に対し対象物表面の斜め方向からＸ線を照射したときの溶接部のＸ線透過画像を溶接部と対比して示す図である。
【図２】本発明の実施例において検査対象物のスポット溶接部に対象物表面と直交する方向からＸ線を照射したときの図１相当図である。
【図３】スポット溶接部の拡大断面図である。
【図４】本発明の実施例に係る溶接検査装置の全体構成を示す図である。
【図５】スポット溶接部を検査するための試験片の平面図である。
【図６】スポット溶接部を検査するための試験片の側面図である。
【図７】プロジェクション溶接の原理を示す図である。
【図８】スタッド溶接の原理を示す行程図である。
【図９】溶接検査装置を組み込んだスポット溶接装置の例を概略的に示す図である。
【符号の説明】
２ 支持台
８ 走査装置（走査手段）
１０ Ｘ線管（Ｘ線照射手段）
１３ 蛍光板（画像生成手段）
１５ テレビカメラ
１７ 画像演算装置（境界面検出手段）
１９ パソコン（境界面検出手段及び検査手段）
２６ スポット溶接機（溶接手段）
３５ 制御装置
３７ 溶接条件設定装置（溶接条件設定手段）
４１ 検査対象物
４２ パネル材（板材）
４４ スポット溶接部
４５ ナゲット（溶融部）
４６ 母材
４７ 組織境界面
５３ ナット（溶接対象）
５４ パネル材（溶接対象）
５５ ボルト（溶接対象）
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、検査対象物に形成された溶接部にＸ線を透過させてその透過Ｘ線により溶接部を検査する方法及び検査装置、並びにその検査装置を組み込んだ溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この種の溶接部の検査方法の一例として、例えば特開平５―１４２２０４号公報等に示されるように、電磁誘導により起電力を発生させる検査コイルを設け、この検査コイルに印加される印加電源周波数の変化と、磁場中にある検査対象物による誘導起電力の変化とを比較して検査対象物の欠陥の大きさや位置等を検査する方法が知られている。
【０００３】このように検査対象物を破壊せずに溶接部を検査する方法はいわゆる非破壊検査と呼ばれ、上記の如き渦電流探傷検査方法の外に各種の方法が知られているが、その中の１つとして、検査対象物にＸ線を照射してその透過画像をＸ線フィルムや蛍光板等に現し、この透過画像から検査対象物の良否を判定するようにするＸ線透過検査法がある。
【０００４】このＸ線透過検査方法では、検査対象物を透過したＸ線の透過量が大きいときには、蛍光板等での反応度が大きくて画像濃度が明るくなる一方、Ｘ線透過量が小さいときには、蛍光板等での反応度が小さくて画像濃度が暗くなることを利用し、対象物内部の空洞や異物等の不良を検査するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のものでは、溶接部における空洞や異物の部分のみによる溶接不良部分しか検査できず、溶接部の大きさや形状が適正範囲で溶接自体が良好に行われているか否かを判定検査することはできないとされていた。
【０００６】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、溶接部を透過した透過Ｘ線の検出方法を変えることにより、Ｘ線透過方法を用いて溶接部の溶接が良好に行われたかどうかを正確に判定できるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的の達成のため、本発明では、検査対象物の溶接部にＸ線を照射して透過させたとき、その溶接部において溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との境界面でＸ線が散乱等の相互作用を受けてＸ線透過量が減衰される現象を見出だし、この現象による上記組織境界面の透過画像を検出し、その組織境界面の画像の濃度や形状寸法等に基づいて溶接部の良否を検査することとした。
【０００８】すなわち、請求項１〜３の発明はＸ線による溶接検査方法であり、請求項１の発明では、検査対象物の溶接部にＸ線を照射して得られるＸ線透過画像から、溶接部において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の透過画像を検出し、上記組織境界面の透過画像の少なくとも濃度及び形状に基づいて溶接部を検査することを特徴とするものである。
【０００９】請求項２の発明では、上記溶接部は、複数の板材同士をスポット溶接するスポット溶接部とする。
【００１０】請求項３の発明では、上記スポット溶接部に対しＸ線をスポット溶接部における上記組織境界面と略直角な方向から照射する。
【００１１】一方、請求項４〜１０の発明はＸ線による溶接検査装置であり、請求項４の発明では、Ｘ線を検査対象物の溶接部に照射するＸ線照射手段と、このＸ線照射手段からのＸ線が溶接部を透過した透過Ｘ線を受けて溶接部の透過画像を現す画像生成手段と、この画像生成手段により得られた透過画像から、溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の透過画像を検出する境界面検出手段と、この境界面検出手段による組織境界面の透過画像の少なくとも濃度及び形状に基づいて溶接部を検査する検査手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】請求項５の発明では、上記画像生成手段は、Ｘ線により反応して透過画像を現すフィルム又は蛍光板とし、このフィルム又は蛍光板に現れた透過画像を撮影するテレビカメラを設ける。
【００１３】そして、境界面検出手段は、上記テレビカメラで撮影された透過画像に対し例えば明るさについて２値化する等の処理をし、この処理された処理画像から組織境界面の画像を検出するように構成されているものとする。
【００１４】請求項６の発明では、上記請求項５の溶接検査装置において、検査手段は、境界面検出手段による処理画像の濃度や形状寸法等のデータを、予め設定されている基準値と比較して、溶接部の良否を検査するように構成されているものとする。
【００１５】請求項７の発明では、請求項３、４又は５の溶接検査装置において、溶接部は、複数の板材同士をスポット溶接するスポット溶接部とする。
【００１６】また、請求項８の発明では、同様に、溶接部は、２つの溶接対象同士をプロジェクション溶接するプロジェクション溶接部とする。
【００１７】さらに、請求項９の発明では、溶接部は、２つの溶接対象同士をスタッド溶接するスタッド溶接部とする。
【００１８】請求項１０の発明では、複数のスポット溶接部を自動検査するために、複数のスポット溶接部を有する検査対象物を支持する支持台と、この支持台上の検査対象物にＸ線を照射するＸ線照射手段と、上記支持台に対し上記Ｘ線照射手段と反対側にかつＸ線照射手段に対応して配設され、Ｘ線照射手段からのＸ線が検査対象物を透過した透過Ｘ線を受けてＸ線透過画像を得る画像生成手段と、上記支持台とＸ線照射手段及び画像生成手段との一方を他方に対し、Ｘ線照射手段からのＸ線が検査対象物の所定の区画範囲毎に順次透過されて画像生成手段で区画範囲毎のＸ線透過画像が得られるように相対移動させる走査手段と、この走査手段の作動により画像生成手段で得られた検査対象物の区画範囲毎の複数の透過画像をそれぞれ順次撮影するテレビカメラと、このテレビカメラで撮影された各透過画像を処理して、検査対象物の溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の透過画像を検出する境界面検出手段と、この境界面検出手段により処理された処理画像の各々の濃度や形状寸法等のデータをそれぞれ予め設定されている同基準値と比較して、各スポット溶接部の良否を判別する検査手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】請求項１１の発明は、上記請求項４のＸ線による溶接検査装置を用いた溶接装置であって、該溶接検査装置と、検査対象物を溶接して溶接部を形成する溶接手段と、上記溶接検査装置により検査された溶接部の検査結果に基づいて上記溶接手段による溶接条件を設定する溶接条件設定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
【作用】上記の構成により、請求項１の発明では、検査対象物の溶接部にＸ線が照射されてその透過画像が得られ、この透過画像から、溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の透過画像が検出される。すなわち、溶接部にＸ線が照射されたとき、そのＸ線は溶接部の溶融部と母材との組織境界面で散乱等の相互作用を受け、この相互作用によってＸ線透過量が減衰され、この透過量の減衰により上記組織境界面の透過画像が得られる。そして、この組織境界面の透過画像を検出してその少なくとも濃度及び形状に基づいて溶接部が検査される。
【００２１】また、請求項４の発明では、Ｘ線照射手段からＸ線が検査対象物の溶接部に照射されると、このＸ線は溶接部を透過して透過Ｘ線となり、この透過Ｘ線を画像生成手段が受けて溶接部の透過画像が得られる。そして、境界面検出手段では、上記画像生成手段による透過画像から、上記と同様にして、溶接部に溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の透過画像が検出され、検査手段で上記境界面検出手段による組織境界面の透過画像の少なくとも濃度及び形状に基づいて溶接部が検査される。従って、これら請求項１又は４の発明では、Ｘ線により検査対象物の溶接部の大きさや形状を検出して、その溶接部の溶接が良好に行われたかどうかを正確に判定することができる。
【００２２】請求項２又は７の発明では、複数の板材同士をスポット溶接するスポット溶接部の良否を正確に検査することができる。
【００２３】請求項３の発明では、Ｘ線がスポット溶接部に対し組織境界面と略直角な方向から照射されるので、その組織境界面でのＸ線の散乱等の作用量が大きくなり、組織境界面の画像が明確になってそれを容易に検出することができる。
【００２４】請求項５の発明では、検査対象物の溶接部を透過したＸ線は画像生成手段としてのフィルム又は蛍光板で捕らえられてそれに透過画像が現され、このフィルム又は蛍光板に現れた透過画像がテレビカメラにより撮影される。このテレビカメラで撮影された透過画像は境界面検出手段で画像処理され、この処理画像から組織境界面の画像が検出される。よって、透過Ｘ線による透過画像を生成する画像生成手段、及び組織境界面の画像を検出するための検出手段を具体化でき、しかもその検出を容易に正確に行うことができる。
【００２５】請求項６の発明では、検査手段において、境界面検出手段により２値化された２値化画像の数値データが、予め設定されている組織境界面の画像の濃度及び形状寸法の基準値と比較され、この比較結果を基に溶接部の良否が検査される。従って、溶接部の組織境界面からその良否を検査するための検査手段を具体化して、その検査を容易に正確に行うことができる。
【００２６】請求項８の発明では、２つの溶接対象同士をプロジェクション溶接するプロジェクション溶接部の良否を正確に検査することができる。
【００２７】請求項９の発明では、２つの溶接対象同士をスタッド溶接するスタッド溶接部の良否を正確に検査することができる。
【００２８】請求項１０の発明では、検査対象物のスポット溶接部を検査する場合、その検査対象物は支持台に支持され、この支持台上の検査対象物の最初の区画範囲にＸ線照射手段からＸ線が照射される。このＸ線は検査対象物を透過して透過Ｘ線となり、この透過Ｘ線は支持台に対しＸ線照射手段と反対側にある画像生成手段に受けられて、該画像生成手段にＸ線透過画像が現れる。次いで、走査手段により上記支持台とＸ線照射手段及び画像生成手段との一方が他方に対し相対移動された後、検査対象物の次の区画範囲にＸ線が照射されて、その透過画像が画像生成手段に現れる。このようにしてＸ線照射手段からのＸ線が検査対象物の所定の区画範囲毎に順次透過され、上記画像生成手段に上記区画範囲毎のＸ線透過画像が順に得られ、これら複数の透過画像はそれぞれ順次テレビカメラにより撮影される。さらに、このテレビカメラによる各撮影画像は、境界面検出手段で明るさについて２値化処理等の処理が行われ、検査対象物の各スポット溶接部において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の画像が検出される。そして、検査手段では、上記境界面検出手段により処理された処理画像の各々の濃度や形状寸法等のデータがそれぞれ予め設定されている同基準値と比較され、各スポット溶接部の良否が判別される。従って、検査対象物における複数のスポット溶接部を区画範囲毎に分けてそれぞれ順に自動的に検査することができる。
【００２９】請求項１１の発明では、請求項４の溶接検査装置により溶接部が検査されると、その溶接検査装置により検査された溶接部の検査結果に基づいて溶接手段による溶接条件が溶接条件設定手段において設定される。従って、溶接検査装置を組み込んだ溶接装置が得られ、溶接部の良否の検査結果を溶接手段の溶接条件にフィードバックして、溶接条件を適正状態に保つことができ、溶接不良を低減して溶接部の品質を向上させることができる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図４は本発明の実施例に係るＸ線による溶接検査装置の全体構成を示し、この検査装置は、例えばパネル材（板材）同士を複数の箇所でスポット溶接して自動車の車体部品としてのシュラウドメンバを製造する際に、そのシュラウドメンバを検査対象物４１としてその各スポット溶接部４４の溶接状態の良否を自動的に検査するものである。
【００３１】図４において、１は箱状の基台で、その上面には水平方向の一方に長い矩形フレーム状の支持台２が長さ方向に移動可能に取付支持され、この支持台２の長さ方向の両端部にはそれぞれワーク支持部３，３が相対するワーク支持部３，３との間で検査対象物４１を所定の姿勢で支持するように設けられている。
【００３２】また、上記支持台２を検査対象物４１と共に長さ方向に移動させるモータ等のアクチュエータ５が設けられ、このアクチュエータ５は、走査機構シーケンサ６のシーケンサ信号に応じてアクチュエータ５を作動制御する走査機構コントローラ６に接続されており、これらアクチュエータ５、走査機構シーケンサ６及び走査機構コントローラ７により支持台２を移動させる走査装置８が構成されている。そして、この走査装置８により支持台２を、後述する基台１上面の蛍光板１３及び該蛍光板１３の真上に位置するＸ線管１０に対し、Ｘ線管１０からのＸ線が検査対象物４１を例えば長さ方向に複数に区画した区画範囲毎に順次透過されて蛍光板１３上に区画範囲毎のＸ線透過画像が得られるように相対移動させる。
【００３３】上記支持台２の上方には基台１の略真上位置に支持台２上の検査対象物４１にＸ線を照射するＸ線照射手段としてのＸ線管１０が配設されている。このＸ線管１０にはＸ線発生ユニット１１の出力が接続されており、Ｘ線発生ユニット１１の作動によりＸ線管１０から下方に向かうＸ線を発生させてそれを支持台２上の検査対象物４１に照射するようにしている。
【００３４】上記基台１の上面は開口され、その開口には画像生成手段としての蛍光板１３が配置されている。すなわち、この蛍光板１３は上記支持台２に対しＸ線管１０と反対側たる下側にＸ線管１０に上下に対応して配設されており、この蛍光板１３において、上記Ｘ線管１０から検査対象物４１に照射されたＸ線を直接、又は検査対象物４１を透過した透過Ｘ線としてそれぞれ受けて検査対象物４１のＸ線透過画像を現すようにしている。
【００３５】上記基台１内部には、テレビカメラ１５がそのレンズ部（図示せず）を上方つまり基台１上面の上記蛍光板１３に向けて収容固定されており、このテレビカメラ１５において、上記走査装置８の作動により基台１上面の蛍光板１３で検査対象物４１の区画範囲毎に順に得られた複数の透過画像をそれぞれ順次撮影して電気信号に変換するようにしている。
【００３６】上記テレビカメラ１５の出力は画像演算装置１７を経てパソコン１９に接続されている。この画像演算装置１７は、テレビカメラ１５による撮影画像を処理して、図１に示す各スポット溶接部４４のナゲット４５の径等を判別し易くするもので、テレビカメラ１５で撮影された各透過画像に対し例えば明るさについて２値化する等の処理をする。そして、この画像演算装置１７と、パソコン１９における一部の信号処理機能とで境界面検出手段が構成されており、この境界面検出手段により、検査対象物４１の各スポット溶接部４４において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部としてのナゲット４５と組織変化を生じない母材４６との組織境界面４７の画像を検出する。
【００３７】ここで、上記各スポット溶接部４４の組織境界面４７によるＸ線透過画像について図１及び図２により説明する。上記各スポット溶接部４４では、図３に拡大詳示するように、重合された２枚のパネル材４２，４２が各々の裏面にてナゲット４５で接合され、各パネル材４２の表面にはナゲット４５の中心から周縁近傍にかけて溶接時の加圧力により凹陥部４９が形成され、その凹陥部４９の周囲は盛り上がっており、この盛上り部５０尖端での検査対象物４１の厚さｔ１は例えばｔ１＝３．１ｍｍとされ、凹陥部４９底部での同厚さｔ２は例えばｔ２＝２．６７ｍｍとされている。
【００３８】また、溶接部４４のナゲット４５は各パネル材４２においてその表面側から裏面側に向かって径が大きくなるように円錐台形状とされている。つまり、このナゲット４５と母材４６との組織境界面４７は各パネル材４２の表面側から裏面側に向かって径が大きくなるように逆テーパ状に広がっている。
【００３９】そして、図１又は図２に示すように、斯かるスポット溶接部４４にＸ線が照射されたとき、そのＸ線は溶接部４４の溶融部としてのナゲット４５と母材４６との組織境界面４７で散乱等の相互作用を受け、この相互作用によってＸ線透過量が減衰される。この組織境界面４７によって透過量を減衰された透過Ｘ線の強度は、減衰を受けていない他の透過Ｘ線よりも弱くなるので、その透過Ｘ線を蛍光板１３で受けると、その部分は蛍光板１３上に蛍光の明るさが低くて暗い部分となって現れる。よって、この暗い部分から上記組織境界面４７の透過画像を検出することができる。
【００４０】すなわち、一般に、吸収体（ここでは２枚のパネル材４２，４２からなる検査対象物４１）を強度Ｉ0 のＸ線が透過するとき、透過Ｘ線の強度Ｉは次式
【００４１】Ｉ＝Ｉ0 ・Ｂ・ｅ−μｔ …
【００４２】μ＝τ＋σT ＋σCS＋σCA …
となる。
【００４３】また、Ｂは再生係数で、以下の式
【００４４】Ｂ＝（Ｉ＋ＩS ）／Ｉ …
で得られる。
【００４５】したがって、Ｘ線の電圧が１００ｋＶであるとき、ＩS ＝Ｉ／（０．２０６＋０．０２８）×９．８＝０．４３×ＩＢ＝（１＋０．４３）Ｉ／Ｉ＝１．４３となる。
【００４６】そして、上記実施例の構成において、２枚のパネル材４２，４２を重ねた検査対象物４１全体の厚さｔがｔ＝ｔ１（＝３．１ｍｍ）のときと、ｔ＝ｔ２（＝２．６７ｍｍ）であるときとの各々についてのＸ線透過量の比Ａは以下の式
【００４７】
Ａ＝（Ｉ0 ・Ｂ・ｅ−μｔ１）／（Ｉ0 ・Ｂ・ｅ−μｔ２）
＝１．１３５ …
【００４８】より具体的には、図２（ａ）に示す如く、Ｘ線をパネル材４２，４２の表面と直交方向から上記組織境界面４７と略平行となるように照射したとき、そのＸ線透過画像は図２（ｂ）に示されるようになり、溶接時の溶接熱により組織変化を生じたナゲット４５（溶融部）と組織変化を生じない母材４６との組織境界面４７の画像は同心状に重なったリング状に現れる。
【００４９】一方、図１（ａ）に示すように、Ｘ線をパネル材４２，４２の表面と所定角度θ（例えばθ＝３０°）だけ傾斜した方向から上記組織境界面４７と略直角となるように照射したとき（具体的には組織境界面４７のうち、図１（ａ）の上部左側部分及び下部右側部分が略直角方向となる）、そのＸ線透過画像は図１（ｂ）に示されるようになり、溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部としてのナゲット４５と組織変化を生じない母材４６との組織境界面４７の画像は斜めのリング状に現れる。そして、このようにＸ線をスポット溶接部４４に対し組織境界面４７と略直角な方向から照射することで、Ｘ線を組織境界面４７と略平行に照射したとき（図２（ａ）の状態）と比べ、その組織境界面４７でのＸ線の散乱等の作用量が大きくなり、組織境界面４７を容易に検出することができる。
【００５０】上記の如く、上記画像演算装置１７の出力信号はパソコン１９に入力され、このパソコン１９における他の信号処理機能で検査手段が構成されており、この検査手段で、上記画像演算装置１７により２値化処理等の処理をされた処理画像の各々の濃度や形状寸法等のデータをそれぞれ予め設定されている同データの基準値と比較して、各スポット溶接部４４の良否を判別するようになされている。尚、上記パソコン１９は、上記Ｘ線発生ユニット１１及び走査装置８の走査機構シーケンサ６にそれぞれ制御信号を出力して、Ｘ線の発生動作及び走査装置８の作動を制御する信号処理機能をも有する。
【００５１】次に、上記実施例の作動について説明する。まず、検査しようとするスポット溶接後の検査対象物４１（シュラウドメンバ）を支持台２上のワーク支持部３，３間に支持し、支持台２を移動方向の始端側位置に移動させて検査対象物４１の最初の区画範囲をＸ線管１０の真下位置（基台１上面における蛍光板１３の真上位置）に位置付けた後、この支持台２上の検査対象物４１に上方のＸ線管１０からＸ線を照射する。このＸ線は基本的に支持台２上の上記検査対象物４１における最初の区画範囲を透過した後に基台１上面の蛍光板１３に入射する。このため、蛍光板１３においてＸ線の入射した部分が発光し、その発光部分は入射Ｘ線強度の大きいほど明るくなり、このことで蛍光板１３にスポット溶接部４４を含む検査対象物４１のＸ線透過画像が得られる。
【００５２】さらに、上記蛍光板１３上のＸ線透過画像はテレビカメラ１５により撮影され、そのテレビカメラ１５から画像信号が出力されて画像演算装置１７に入力される。この画像演算装置１７においては、テレビカメラ１５により撮影されたＸ線透過画像がその明るさについて明暗の２種類に２値化される等の画像処理をされ、この画像演算装置１７の検出結果は信号としてパソコン１９に入力される。そして、このパソコン１９において、画像演算装置１７による処理画像から検査対象物４１の各スポット溶接部４４において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部としてのナゲット４５と組織変化を生じない母材４６との組織境界面４７の画像が検出されるとともに、画像演算装置１７による処理画像の各々の濃度や形状寸法等のデータが、それぞれ予め先に設定されている基準値と比較されて、各スポット溶接部４４の良否が判別される。以上で、検査対象物４１における最初の区画範囲における各スポット溶接部４４が検査される。
【００５３】よって、こうして組織境界面４７のＸ線透過画像から各スポット溶接部４４のナゲット４５の形状や大きさを検出して、その基準値との比較によってスポット溶接部４４の良否を判定することができる。
【００５４】以上のようにして検査対象物４１の最初の区画範囲の各スポット溶接部４４の良否を判定した後、アクチュエータ５の作動により支持台２を移動させて検査対象物４１の次の区画範囲をＸ線管１０の真下位置に位置付け、その後、その検査対象物４１の該区画範囲に上記と同様にしてＸ線を照射し、その透過画像を蛍光板１３上に得てテレビカメラ１５で撮影し、その画像を処理して各溶接部４４の組織境界面４７を検出し、しかる後に組織境界面４７から溶接部４４の良否を判定する。以後、支持台２を移動方向の終端側位置まで移動させながら、上記と同様にして検査対象物４１の各区画範囲における溶接部４４を順に判定する。こうすることで、検査対象物４１における複数のスポット溶接部４４をそれぞれ順に自動的に検査することができる。
【００５５】この実施例では、検査対象物４１の各区画範囲におけるスポット溶接部４４を透過したＸ線により蛍光板１３上にＸ線透過画像を出現させ、このＸ線透過画像をテレビカメラ１５により撮影して、その撮影画像を画像演算装置１７で処理し、この処理画像から組織境界面４７の画像の濃度や形状寸法等を検出するので、検査対象物４１の各スポット溶接部４４における組織境界面４７の画像を具体的にかつ容易に検出することができる。
【００５６】また、パソコン１９において、上記画像演算装置１７にて処理された処理画像の濃度や形状寸法等のデータを、予め設定されている同データの基準値と比較し、この比較結果を基にスポット溶接部４４の良否を検査するので、溶接部４４の検査を具体的にかつ容易に正確に行うことができる。
【００５７】尚、本発明者は、図５及び図６に示すように、同じ板厚の２枚のパネル材４２，４２を５つの打点位置Ａ〜Ｅで各打点位置Ａ〜Ｅの溶接条件を異ならせてスポット溶接した試験片を２つ作製し、その一方については上記のようにしてＸ線透過画像（非破壊検査）により各スポット溶接部を検査した。また、他方の試験片については破壊（破壊検査）して各スポット溶接部４４の検査を行って、そのナゲット径を実測した。尚、試験片の作製条件を表１に示す。試験片における各パネル材４２の材質はみがき鋼板（ＳＰＣ１−Ｎ）及び亜鉛めっき鋼板の２種類である。
【００５８】
【表１】
【００５９】この試験によれば、本発明の方法による検査結果は破壊検査と同等の結果が得られ、十分な実用性を有することが判った。
【００６０】（他の実施例）上記実施例では、走査装置８による支持台２の移動によって検査対象物４１を区画範囲毎に移動させ、その区画範囲毎の各スポット溶接部４４を順に検査するようにしているが、本発明は、１つのスポット溶接部４４を検査する場合にも適用することができるのは勿論である。すなわち、検査対象物４１のスポット溶接部４４にＸ線管１０からのＸ線を照射して得られる蛍光板１３上のＸ線透過画像から、スポット溶接部４４において溶接時の溶接熱により組織変化を生じたナゲット４５と組織変化を生じない母材４６との組織境界面４７の透過画像を検出し、この組織境界面４７の透過画像の少なくとも濃度及び形状に基づいてスポット溶接部４４の良否を判定すればよい。
【００６１】また、上記実施例では、透過Ｘ線によるＸ線透過画像を現出するための画像生成手段を蛍光板１３としているが、その他、上記のような連続的な検査には向かないが必要に応じて、Ｘ線に感光するＸ線用フィルムを使用することもできる。
【００６２】また、上記実施例は検査対象物４１がスポット溶接部４４を有する場合の例であるが、その他の溶接方法によって溶接された溶接部についても、上記と同様にして検査対象物における溶融部と母材との間の組織境界面を検出することで、その溶接の良否を検査することができる。
【００６３】例えば、図７はプロジェクション溶接の場合を、また図８はスタッド溶接の場合をそれぞれ示している。上記プロジェクション溶接は、例えば２つの溶接対象の一方としてのナット５３を他方としてのパネル材５４の表面に溶接するもので、上記ナット５３の下面隅角部には突起５３ａ，５３ａ，…が形成されている。そして、ナット５３をパネル材５４表面の溶接箇所にナット５３の各突起５３ａがパネル材５４に接した状態で載置し、ナット５３の上面から一方の電極２１を、またパネル材５４の下面から他方の電極２２をそれぞれ押し当てて両電極２１，２２間でナット５３及びパネル材５４を挟持し、その状態で両電極２１，２２間に電流を流すことにより、その電流でナット５３の突起５３ａ，５３ａ，…を溶融させてパネル材５４の表面に溶着させるようになっている。
【００６４】一方、スタッド溶接は、２つの溶接対象の一方としてのボルト５５（スタッドボルト）の頭部５５ａを他方としてのパネル材５４の表面に溶接するものである。そして、ボルト５５を、スパークシールド２４内の電極を兼ねるチャック２５によりねじ部５５ｂにて頭部５５ａがチャック２５から出るように掴んで、パネル材５４表面の溶接箇所にボルト５５の頭部５５ａがパネル材５４から離れた状態で支持し（図８（ａ））、スパークシールド２４をパネル材５４表面に当接させた状態でチャック２５と共にボルト５５を下降させて頭部５５ａをパネル材５４表面に当接させた（図８（ｂ））後に、チャック２５をパネル材５４との間に、予め蓄えている電荷による電圧を印加しながら上昇させてボルト５５とパネル材５４との間に低電流のパイロットアークを発生させ（図８（ｃ））、その後、全ての電荷を放電させてボルト５５の頭部５５ａとそれに対向するパネル材５４表面とを溶融させた状態で（図８（ｄ））、チャック２５を下降させてボルト５５の頭部５５ａをパネル材５４に押し付ける（図８（ｅ））ことにより、ボルト５５の頭部５５ａを溶融させてパネル材５４の表面に溶着させる。
【００６５】これらプロジェクション溶接やスタッド溶接の場合でも、上記実施例と同様にしてＸ線透過画像から各溶接部における溶融部と母材との間の組織境界面を検出すればよく、その溶接の良否を正確に検査できる。
【００６６】また、上記実施例で説明した溶接検査装置を溶接装置に組み込み、溶接検査装置の検査データをフィードバックしながら溶接の際の溶接条件を制御するようにしてもよい。
【００６７】その一例を例示すると、図９はスポット溶接装置の全体構成を示し、２６は複数枚のパネル材（図示せず）を挟んでスポット溶接する溶接手段としてのスポット溶接機で、その通電制御システムが周知のものとは異なる。すなわち、この溶接機２６は周知構造のもので、例えば上下に間隔をあけて対向配置された１対の電極２７，２８を有し、上側電極２７はアッパアーム２９の先端部に、また下側電極２８はロアアーム３０の先端部にそれぞれ固定されている。上記両アーム２９，３０の中間部同士は揺動軸３１によりそれぞれ揺動可能に連結支持され、両アーム２９，３０の後端部（先端部と反対側）間にはエアシリンダ３２が架設されており、このシリンダ３２の伸縮作動によりアーム２９，３０を揺動させて上下電極２７，２８を同士を互いに接離させ、両電極２７，２８の間隔を変える。そして、シリンダ３２の収縮作動により両電極２７，２８の間隔を拡げておき、両電極２７，２８間に溶接しようとするパネル材を重ね合わせて配置しておき、シリンダ３２の伸長作動により上下電極２７，２８を接近させ、両電極２７，２８により両パネル材を所定の加圧力で加圧するとともに、その加圧状態で後述の電源３６から電極２７，２８間に電流を流すようになっている。
【００６８】そして、上記両電極２７，２８はトランス３４及び制御装置３５を介して電源３６に接続されている。さらに、制御装置３５は溶接条件設定装置３７に接続されており、この溶接条件設定装置３７により溶接機２６によるスポット溶接の溶接条件を設定し、制御装置３５において、上記設定された溶接条件となるように電極２７，２８によるパネル材の加圧状態で電極２７，２８間に通電するとともに、両パネル同士が抵抗溶接されるように電極２７，２８間に流れる電流の大きさ及び通電時間を制御する。そして、この溶接条件設定装置３７には上記実施例の溶接検査装置で示したパソコン１９が接続されており、溶接条件設定装置３７において、溶接検査装置のパソコン１９にて検査されたスポット溶接部４４の検査結果に基づいて上記制御装置３５によるスポット溶接部４４の溶接条件を設定するようにしている。
【００６９】このように溶接機２６に溶接検査装置を組み込めば、溶接機２６で溶接した溶接部４４の良否を検査して、その検査結果をリアルタイムで溶接機２６の溶接条件にフィードバックさせ、溶接条件を適正状態に安定して保つことができ、溶接不良を低減して溶接部４４の品質を向上させることができる。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１又は４の発明によると、検査対象物の溶接部にＸ線を照射して得られるＸ線透過画像から、溶接部において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の透過画像を検出し、この組織境界面の透過画像の少なくとも濃度及び形状に基づいて溶接部を検査するようにしたことにより、Ｘ線により検査対象物の溶接部の大きさや形状を検出して、その溶接部の良否の検査を正確に行うことができる。
【００７１】請求項２又は７の発明によると、溶接部はスポット溶接部としたことで、複数の板材同士をスポット溶接するスポット溶接部の検査を正確に行うことができる。
【００７２】請求項３の発明では、Ｘ線をスポット溶接部に対し組織境界面と略直角な方向から照射することにより、組織境界面でのＸ線の散乱等の作用量を大きくでき、組織境界面の検出の容易化を図ることができる。
【００７３】請求項５の発明によると、Ｘ線により反応して透過画像を現すフィルム又は蛍光板と、このフィルム又は蛍光板に現れた透過画像を撮影するテレビカメラとを設け、このテレビカメラで撮影された透過画像を画像処理し、その処理画像から組織境界面を検査するようにしたことにより、透過Ｘ線による透過画像を生成する画像生成手段、及び組織境界面の画像を検出するための検出手段を具体化して、組織境界面の画像の検出の容易化を図ることができる。
【００７４】請求項６の発明によると、さらに、上記画像演算手段による処理画像の濃度や形状寸法等のデータを、予め設定されている同データの基準値と比較して、溶接部の良否を検査するようにしたことにより、溶接部の組織境界面からその良否を検査するための検査手段を具体化でき、その検査の容易化を図ることができる。
【００７５】請求項８の発明によると、溶接部は、２つの溶接対象同士をプロジェクション溶接するプロジェクション溶接部としたことにより、プロジェクション溶接部の検査の容易化を図ることができる。
【００７６】請求項９の発明によると、溶接部は、２つの溶接対象同士をスタッド溶接するスタッド溶接部としたことにより、スタッド溶接部の検査の容易化を図ることができる。
【００７７】請求項１０の発明によると、複数のスポット溶接部を有する検査対象物を支持台に支持し、この支持台上の検査対象物にＸ線を照射して該Ｘ線が検査対象物を透過した透過Ｘ線により画像生成手段でＸ線透過画像を生成しながら、支持台とＸ線照射手段及び画像生成手段との一方を他方に対し、Ｘ線照射手段からのＸ線が検査対象物の所定の区画範囲毎に順次透過されて画像生成手段が区画範囲毎のＸ線透過画像を得るように相対移動させ、この画像生成手段で得られる複数の透過画像をそれぞれ順次テレビカメラで撮影し、このテレビカメラで撮影された各透過画像を処理して、検査対象物の各スポット溶接部において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の画像を検出するとともに、上記処理された画像の各々のデータをそれぞれ予め設定されている基準値と比較して、各スポット溶接部の良否を判別するようにしたことにより、検査対象物に複数のスポット溶接部があってもそれらを順に自動的に検査でき、複数のスポット溶接部の検査の自動化を図ることができる。
【００７８】請求項１１の発明によると、請求項４の溶接検査装置により検査された溶接部の検査結果に基づき、溶接手段の溶接条件を設定するようにしたことで、Ｘ線透過による溶接検査装置を組み込んだ溶接装置を得ることができ、溶接部の検査結果のフィードバックにより溶接条件を適正状態に保って、溶接部の品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例において検査対象物のスポット溶接部に対し対象物表面の斜め方向からＸ線を照射したときの溶接部のＸ線透過画像を溶接部と対比して示す図である。
【図２】本発明の実施例において検査対象物のスポット溶接部に対象物表面と直交する方向からＸ線を照射したときの図１相当図である。
【図３】スポット溶接部の拡大断面図である。
【図４】本発明の実施例に係る溶接検査装置の全体構成を示す図である。
【図５】スポット溶接部を検査するための試験片の平面図である。
【図６】スポット溶接部を検査するための試験片の側面図である。
【図７】プロジェクション溶接の原理を示す図である。
【図８】スタッド溶接の原理を示す行程図である。
【図９】溶接検査装置を組み込んだスポット溶接装置の例を概略的に示す図である。
【符号の説明】
２ 支持台
８ 走査装置（走査手段）
１０ Ｘ線管（Ｘ線照射手段）
１３ 蛍光板（画像生成手段）
１５ テレビカメラ
１７ 画像演算装置（境界面検出手段）
１９ パソコン（境界面検出手段及び検査手段）
２６ スポット溶接機（溶接手段）
３５ 制御装置
３７ 溶接条件設定装置（溶接条件設定手段）
４１ 検査対象物
４２ パネル材（板材）
４４ スポット溶接部
４５ ナゲット（溶融部）
４６ 母材
４７ 組織境界面
５３ ナット（溶接対象）
５４ パネル材（溶接対象）
５５ ボルト（溶接対象）
【特許請求の範囲】
【請求項１】 検査対象物の溶接部にＸ線を照射して得られるＸ線透過画像から、溶接部において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の透過画像を検出し、上記組織境界面の透過画像の少なくとも濃度及び形状に基づいて溶接部を検査することを特徴とするＸ線による溶接検査方法。
【請求項２】 請求項１記載のＸ線による溶接検査方法において、溶接部は、複数の板材同士をスポット溶接するスポット溶接部であることを特徴とするＸ線による溶接検査方法。
【請求項３】 請求項２記載のＸ線による溶接検査方法において、Ｘ線をスポット溶接部に対し組織境界面と略直角な方向から照射することを特徴とするＸ線による溶接検査方法。
【請求項４】 Ｘ線を検査対象物の溶接部に照射するＸ線照射手段と、上記Ｘ線照射手段からのＸ線が溶接部を透過した透過Ｘ線を受けて溶接部の透過画像を現す画像生成手段と、上記画像生成手段により得られた透過画像から、溶接部において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の透過画像を検出する境界面検出手段と、上記境界面検出手段による組織境界面の透過画像の少なくとも濃度及び形状に基づいて溶接部を検査する検査手段とを備えていることを特徴とするＸ線による溶接検査装置。
【請求項５】 請求項４記載のＸ線による溶接検査装置において、画像生成手段は、Ｘ線により反応して透過画像を現すフィルム又は蛍光板からなり、上記フィルム又は蛍光板に現れた透過画像を撮影するテレビカメラが設けられ、境界面検出手段は、上記テレビカメラで撮影された透過画像を処理して、該処理画像から組織境界面を検出するように構成されていることを特徴とするＸ線による溶接検査装置。
【請求項６】 請求項５記載のＸ線による溶接検査装置において、検査手段は、境界面検出手段により処理された処理画像の濃度や形状寸法等のデータを、予め設定されている基準値と比較して、溶接部の良否を検査するように構成されていることを特徴とするＸ線による溶接検査装置。
【請求項７】 請求項３、４又は５記載のＸ線による溶接検査装置において、溶接部は、複数の板材同士をスポット溶接するスポット溶接部であることを特徴とするＸ線による溶接検査装置。
【請求項８】 請求項３、４又は５記載のＸ線による溶接検査装置において、溶接部は、２つの溶接対象同士をプロジェクション溶接するプロジェクション溶接部であることを特徴とするＸ線による溶接検査装置。
【請求項９】 請求項３、４又は５記載のＸ線による溶接検査装置において、溶接部は、２つの溶接対象同士をスタッド溶接するスタッド溶接部であることを特徴とするＸ線による溶接検査装置。
【請求項１０】 複数のスポット溶接部を有する検査対象物を支持する支持台と、上記支持台上の検査対象物にＸ線を照射するＸ線照射手段と、上記支持台に対し上記Ｘ線照射手段と反対側にかつＸ線照射手段に対応して配設され、Ｘ線照射手段からのＸ線が検査対象物を透過した透過Ｘ線を受けてＸ線透過画像を得る画像生成手段と、上記支持台とＸ線照射手段及び画像生成手段との一方を他方に対し、Ｘ線照射手段からのＸ線が検査対象物の所定の区画範囲毎に順次透過されて画像生成手段で区画範囲毎のＸ線透過画像が得られるように相対移動させる走査手段と、上記走査手段の作動により画像生成手段で得られた検査対象物の区画範囲毎の複数の透過画像をそれぞれ順次撮影するテレビカメラと、上記テレビカメラで撮影された各透過画像を処理して、検査対象物の各スポット溶接部において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の画像を検出する境界面検出手段と、上記境界面検出手段により処理された処理画像の各々の濃度や形状寸法等のデータをそれぞれ予め設定されている基準値と比較して、各スポット溶接部の良否を判別する検査手段とを備えたことを特徴とするＸ線による溶接検査装置。
【請求項１１】 請求項４記載のＸ線による溶接検査装置と、検査対象物を溶接して溶接部を形成する溶接手段と、上記溶接検査装置により検査された溶接部の検査結果に基づいて上記溶接手段による溶接条件を設定する溶接条件設定手段とを備えたことを特徴とする溶接装置。
【請求項１】 検査対象物の溶接部にＸ線を照射して得られるＸ線透過画像から、溶接部において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の透過画像を検出し、上記組織境界面の透過画像の少なくとも濃度及び形状に基づいて溶接部を検査することを特徴とするＸ線による溶接検査方法。
【請求項２】 請求項１記載のＸ線による溶接検査方法において、溶接部は、複数の板材同士をスポット溶接するスポット溶接部であることを特徴とするＸ線による溶接検査方法。
【請求項３】 請求項２記載のＸ線による溶接検査方法において、Ｘ線をスポット溶接部に対し組織境界面と略直角な方向から照射することを特徴とするＸ線による溶接検査方法。
【請求項４】 Ｘ線を検査対象物の溶接部に照射するＸ線照射手段と、上記Ｘ線照射手段からのＸ線が溶接部を透過した透過Ｘ線を受けて溶接部の透過画像を現す画像生成手段と、上記画像生成手段により得られた透過画像から、溶接部において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の透過画像を検出する境界面検出手段と、上記境界面検出手段による組織境界面の透過画像の少なくとも濃度及び形状に基づいて溶接部を検査する検査手段とを備えていることを特徴とするＸ線による溶接検査装置。
【請求項５】 請求項４記載のＸ線による溶接検査装置において、画像生成手段は、Ｘ線により反応して透過画像を現すフィルム又は蛍光板からなり、上記フィルム又は蛍光板に現れた透過画像を撮影するテレビカメラが設けられ、境界面検出手段は、上記テレビカメラで撮影された透過画像を処理して、該処理画像から組織境界面を検出するように構成されていることを特徴とするＸ線による溶接検査装置。
【請求項６】 請求項５記載のＸ線による溶接検査装置において、検査手段は、境界面検出手段により処理された処理画像の濃度や形状寸法等のデータを、予め設定されている基準値と比較して、溶接部の良否を検査するように構成されていることを特徴とするＸ線による溶接検査装置。
【請求項７】 請求項３、４又は５記載のＸ線による溶接検査装置において、溶接部は、複数の板材同士をスポット溶接するスポット溶接部であることを特徴とするＸ線による溶接検査装置。
【請求項８】 請求項３、４又は５記載のＸ線による溶接検査装置において、溶接部は、２つの溶接対象同士をプロジェクション溶接するプロジェクション溶接部であることを特徴とするＸ線による溶接検査装置。
【請求項９】 請求項３、４又は５記載のＸ線による溶接検査装置において、溶接部は、２つの溶接対象同士をスタッド溶接するスタッド溶接部であることを特徴とするＸ線による溶接検査装置。
【請求項１０】 複数のスポット溶接部を有する検査対象物を支持する支持台と、上記支持台上の検査対象物にＸ線を照射するＸ線照射手段と、上記支持台に対し上記Ｘ線照射手段と反対側にかつＸ線照射手段に対応して配設され、Ｘ線照射手段からのＸ線が検査対象物を透過した透過Ｘ線を受けてＸ線透過画像を得る画像生成手段と、上記支持台とＸ線照射手段及び画像生成手段との一方を他方に対し、Ｘ線照射手段からのＸ線が検査対象物の所定の区画範囲毎に順次透過されて画像生成手段で区画範囲毎のＸ線透過画像が得られるように相対移動させる走査手段と、上記走査手段の作動により画像生成手段で得られた検査対象物の区画範囲毎の複数の透過画像をそれぞれ順次撮影するテレビカメラと、上記テレビカメラで撮影された各透過画像を処理して、検査対象物の各スポット溶接部において溶接時の溶接熱により組織変化を生じた溶融部と組織変化を生じない母材との組織境界面の画像を検出する境界面検出手段と、上記境界面検出手段により処理された処理画像の各々の濃度や形状寸法等のデータをそれぞれ予め設定されている基準値と比較して、各スポット溶接部の良否を判別する検査手段とを備えたことを特徴とするＸ線による溶接検査装置。
【請求項１１】 請求項４記載のＸ線による溶接検査装置と、検査対象物を溶接して溶接部を形成する溶接手段と、上記溶接検査装置により検査された溶接部の検査結果に基づいて上記溶接手段による溶接条件を設定する溶接条件設定手段とを備えたことを特徴とする溶接装置。
【図６】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図４】
【図８】
【図９】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図４】
【図８】
【図９】
【特許番号】第２６３３４９８号
【登録日】平成９年（１９９７）４月２５日
【発行日】平成９年（１９９７）７月２３日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平７−５３９０６
【出願日】平成７年（１９９５）３月１４日
【公開番号】特開平８−２４７７４９
【公開日】平成８年（１９９６）９月２７日
【出願人】（０００１７５２６１）三浦工業株式会社 (1)
【参考文献】
【文献】特開 平４−１１６４１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平３−１５０４０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開 平５−１４８１８（ＪＰ，Ｕ）
【登録日】平成９年（１９９７）４月２５日
【発行日】平成９年（１９９７）７月２３日
【国際特許分類】
【出願日】平成７年（１９９５）３月１４日
【公開番号】特開平８−２４７７４９
【公開日】平成８年（１９９６）９月２７日
【出願人】（０００１７５２６１）三浦工業株式会社 (1)
【参考文献】
【文献】特開 平４−１１６４１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平３−１５０４０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開 平５−１４８１８（ＪＰ，Ｕ）
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