(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の鋼帯と第２の鋼帯の重なり部分を挟んで回転移動する一対の溶接用電極輪を備え、当該一対の溶接用電極輪間に電流を流して溶接を行うシーム溶接装置による溶接部の良否を判定するシーム溶接良否判定装置であって、
前記一対の溶接用電極輪が溶接開始位置から溶接終了位置まで回転移動する間に前記一対の溶接用電極輪間に印加される各時点の電圧値を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段によって検出された各時点の電圧値又は当該各時点の電圧値の所定間隔毎の平均値が、所定の範囲に含まれるか否かによって溶接部の良否を判定するとともに、１枚板溶接を行った時間に基づいて、前記第１の鋼帯と前記第２の鋼帯の一方の側端部における第１板幅方向ずれ量と他方の側端部における第２板幅方向ずれ量とを求め、前記第１板幅方向ずれ量と前記第２板幅方向ずれ量とのうちの少なくとも一方が所定のしきい値以下でない場合、不良溶接と判定する判定手段と
を具備したことを特徴とするシーム溶接良否判定装置。
【請求項２】
第１の鋼帯と第２の鋼帯の重なり部分を挟んで回転移動する一対の溶接用電極輪を備え、当該一対の溶接用電極輪間に電流を流して溶接を行うシーム溶接装置による溶接部の良否を判定するシーム溶接良否判定装置であって、
前記一対の溶接用電極輪が溶接開始位置から溶接終了位置まで回転移動する間に前記一対の溶接用電極輪間に印加される各時点の電圧値を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段によって検出された各時点の電圧値から電圧変化率を求め、前記電圧変化率が下限変化率及び上限変化率の間に含まれず、かつ前記電圧変化率の変動幅が前記一対の溶接用電極輪の異常を示す大きさの場合、前記一対の溶接用電極輪に異常があると判定する判定手段と
を具備したことを特徴とするシーム溶接良否判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シーム溶接による溶接部の品質の良否を判定するシーム溶接良否判定装置に係り、例えば連続ストリップ処理ラインにおける先行鋼帯と後行鋼帯の溶接部の品質の良否、及び溶接を行う溶接用電極輪の損耗状態を自動的に判定するシーム溶接品質判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄鋼業において連続ストリップ処理ラインは、酸洗、冷間圧延、焼鈍あるいは亜鉛めっき等に数多く利用される。
この連続ストリップ処理ラインにおいては、鋼帯に対する酸洗、冷間圧延、焼鈍あるいは亜鉛めっき等の処理が行われる前の段階において、ルーパー等の装置によりラインを停止させずに連続的に先行鋼帯及び後行鋼帯を挿入し、順次先行鋼帯の後方端部と後行鋼帯の前方端部を板厚方向に重ね、シーム溶接、フラッシュバット溶接、あるいはレーザ溶接等を行う。
【０００３】
シーム溶接、フラッシュバット溶接、レーザ溶接等のような様々な溶接方法のうち、どの溶接方法を適用するかは、鋼帯の板厚、材質等を考慮して最適な溶接方法が選択され、この選択された溶接方法を実行する溶接装置がラインに備えられる。
【０００４】
ここで、シーム溶接が利用される場合において、先行鋼帯と後行鋼帯を溶接した溶接部の品質の良否を判定するために、シーム溶接後にラインを停止し、溶接部を切り出して押し込み割れを検査するバルジテスト（押し込み割れ試験）、あるいは溶接部を切り出すことなくハンマーで叩いて溶接強度を確認するハンマリングテスト等のような人手による試験が実施されることがある。
【０００５】
この人手によって実施される試験によって溶接部の品質の良否が判定され、割れがなく良好な状態と判定された場合には、停止されていたラインの運転が再開される。
【０００６】
割れがあり良好でない状態、すなわち溶接不良であると判定された場合には、再度溶接を行い、再び試験を実施する。
一方、ラインを停止させずに自動的に溶接部の品質の良否を判定する方法として、溶接部に流れる溶接電流と溶接部に印加される溶接電圧とを検出し、この検出された溶接電流及び溶接電圧から溶接エネルギーを求め、この求められた溶接エネルギーと予め設定されている基準エネルギーとを比較して溶接強度の良否を判定する特開昭５０−８３２４５号公報に開示された方法、溶接後に溶接部表面からふく射されるふく射波を赤外線検出器により温度に変換し、平均温度と温度のばらつきによって溶接強度の良否を判定する特開昭５６−９９０８２号公報に開示された方法、溶接部全長の平均温度あるいは平均時間内の温度変化率により溶接強度の良否を判定する特開平５−１１５９０３号公報に開示された方法、溶接部の厚さと溶接部の表面温度を測定し、予め設定されている溶接部の厚さの基準値及び溶接部の表面温度の基準値と比較して良否を判定する特開平５−１０４２５６号公報及び特開昭６３−２０３２８号公報に開示された方法、溶接される先行鋼帯と後行鋼帯の重ね部の鋼帯幅方向に検出器を複数個配置し、各々の温度検出器の最高値で溶接部の良否を判定する特開平７−１９５１７９号公報に開示された方法、溶接部の温度変動を検出し、温度に良好範囲を設けて、この良好範囲の制限値を越えた回数により電極輪の劣化状態を管理する特開平６−１９８４５４号公報に開示された方法、シーム溶接する際の溶接パラメータである溶接部温度、溶接１次電流、１次電流、加圧力、速度、ラップ代、入熱量等を検出した上で、材質、板厚に対する許容範囲を設定して、少なくとも１つの測定値が越えたときに溶接部が異常であると判定する特開平３−２０７５８４号公報に開示された方法等が実施される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のシーム溶接による溶接部の品質の良否判定方法において、まずバルジテストは、溶接部を切り出して試験を行うため、ラインを停止する必要があり、生産を阻害する。このラインの停止時間を短くするためには、長いルーパーが必要であるが、この長いルーパーをラインに備えることは設備コスト上好ましくない。
【０００８】
また、ハンマリングテストは、スポット的に溶接部をハンマーで叩いて溶接部の品質の良否を判定するため、バルジテストと同様の欠点を有している。
さらに、バルジテスト及びハンマリングテストにおいては、全ての溶接部を検査することができないため、安定性にかけるという問題がある。
【０００９】
一方、ラインを停止させずに自動的に溶接部の品質の良否を判定する方法において、特開昭５０−８３２４５号公報に開示された方法は、被溶接材である先行鋼帯と後行鋼帯の表面状態及び固有抵抗が異なる場合には、溶接エネルギーと溶接部の品質との相関関係に影響を与えることとなり、正確に溶接部の良否を判定することができない。また、電圧及び電流は、シーム溶接装置の一次側で検出しているため、平均的な溶接エネルギーでの評価であり、溶接部の品質に直接影響を及ぼす溶接時の短時間変動を検出することができない。
【００１０】
次いで、特開昭５６−９９０８２号公報に開示された方法、特開平５−１１５９０３号公報に開示された方法、特開平７−１９５１７９号公報に開示された方法、特開平５−１０４２５６号公報ならびに特開昭６３−２０３２８号公報に開示された方法は、いずれも溶接部の温度を検出して溶接部の品質を判定する方法である。
【００１１】
このような溶接部の温度による溶接品質の評価は、間接的な評価方法としては有効であるが、健全な溶接部が形成される温度は、先行鋼帯及び後行鋼帯の板厚差、材質等の材料因子、電極加圧力、溶接速度、ラップ代等の溶接パラメータ等のような様々な要因によって変化するため、溶接品質の評価が困難となる場合がある。
【００１２】
さらに、溶接部の温度を測定する際の問題として、温度センサーの設置位置がシーム溶接装置上の制約により、溶接位置真近での温度測定が困難となることが挙げられる。すなわち、実用的には、温度測定位置が溶接位置から５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度離されて備えられ、検出された溶接部の温度は、溶接後に０．５秒〜１．０秒程の間、冷却した後の値であるため、検出温度の変動は冷却時に緩和され、精度の高い溶接部の品質評価をすることができず、溶接部の品質に影響を及ぼす電極間の損耗状態等の不良原因の特定も困難となる。
【００１３】
さらに、特開平５−１０４２５６号公報及び特開昭６３−２０３２８号公報に開示された方法においては、被溶接材である先行鋼帯と後行鋼帯が変わると、固有抵抗及び溶接部の厚さも異なるため、予め設定された溶接部の厚さと溶接部の表面温度の相関関係に影響を与えることとなり、正確に溶接部の良否を判定することができない。
【００１４】
加えて、特開平３−２０７５８４号公報に開示された方法においては、多くの溶接パラメータを検出するため、シーム溶接装置の構成が複雑となり、設置及び保守コストが高くなるという問題がある。
【００１５】
そして、上記のシーム溶接による溶接部の品質の良否の判定方法のいずれにおいても、溶接の開始部、終了部を除く定常部における溶接品質の判定を対象としており、溶接部の開始部、終了部の品質評価はできず、さらに電極輪劣化状態等の判定もすることができない。
【００１６】
本発明は上記実情を考慮してなされたものであり、シーム溶接装置の一対の溶接用電極輪間にかかる２次電圧値に基づいて、溶接開始部から溶接終了部に亘る溶接部の品質の良否及び溶接用電極輪の損耗状態を精度良く判定するシーム溶接良否判定装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、第１の鋼帯と第２の鋼帯の重なり部分を挟んで回転移動する一対の溶接用電極輪を備え、当該一対の溶接用電極輪間に電流を流して溶接を行うシーム溶接装置による溶接部の良否を判定するシーム溶接良否判定装置であって、一対の溶接用電極輪が溶接開始位置から溶接終了位置まで回転移動する間に一対の溶接用電極輪間に印加される各時点の電圧値を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段によって検出された各時点の電圧値又は当該各時点の電圧値の所定間隔毎の平均値が、所定の範囲に含まれるか否かによって溶接部の良否を判定するとともに、１枚板溶接を行った時間に基づいて、第１の鋼帯と第２の鋼帯の一方の側端部における第１板幅方向ずれ量と他方の側端部における第２板幅方向ずれ量とを求め、第１板幅方向ずれ量と第２板幅方向ずれ量とのうちの少なくとも一方が所定のしきい値以下でない場合、不良溶接と判定する判定手段とを具備したシーム溶接良否判定装置である。
【００１８】
したがって、請求項１の発明のシーム溶接良否判定装置においては、検出された一対の溶接用電極輪間に印加される各時点の電圧値又は当該各時点の電圧値の所定間隔毎の平均値が、所定範囲に含まれない場合を溶接不良と判定するとしたので、極めて短時間に自動的に、溶接開始位置から溶接終了位置に亘る溶接部の品質の良否を判定することができ、溶接不良と判定した場合に再溶接を行うことで、溶接部の破断を防ぐことができる。
【００１９】
また、全ての溶接部の品質の良否を自動的に判定することができるため、溶接部の品質の良否判定結果の安定性を確保することができる。
さらに、装置の構成が簡素であるため、装置設置における経済性を向上させることができ、装置の保守性を向上させることができる。
【００２０】
加えて、突発的に板厚の薄い鋼帯を溶接することで溶接入熱が過大となったり、あるいは突発的に板厚の厚い鋼帯を溶接することで溶接入熱が過小となることにより、溶接部の品質が劣化することが原因で、通板時に鋼帯が破断をきたすような状況も検出することができ、このような状況を検出した際に再溶接を行うことで、溶接部の破断を防ぐことができる。
【００２１】
次に、請求項２の発明は、第１の鋼帯と第２の鋼帯の重なり部分を挟んで回転移動する一対の溶接用電極輪を備え、当該一対の溶接用電極輪間に電流を流して溶接を行うシーム溶接装置による溶接部の良否を判定するシーム溶接良否判定装置であって、一対の溶接用電極輪が溶接開始位置から溶接終了位置まで回転移動する間に一対の溶接用電極輪間に印加される各時点の電圧値を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段によって検出された各時点の電圧値から電圧変化率を求め、電圧変化率が下限変化率及び上限変化率の間に含まれず、かつ電圧変化率の変動幅が一対の溶接用電極輪の異常を示す大きさの場合、一対の溶接用電極輪に異常があると判定する判定手段とを具備したシーム溶接良否判定装置である。
【００２２】
電圧変化率の変動は、主に一対の溶接用電極輪の溶損状態を正確に反映しており、損耗状態が大きい場合には電圧変化率の変動幅も大きくなる。
したがって、請求項２の発明のシーム溶接良否判定装置においては、電圧変化率が所定範囲に含まれず、かつ電圧変化率の変動幅が大きい場合には、溶接用電極輪の少なくとも一方に異常があると判定する。
【００２３】
一方、電圧変化率の変動幅は大きくないが、電圧変化率が所定範囲に含まれていない場合には、溶接用電極輪に関する原因以外の例えば溶接パラメータが適切でない等のような他の原因によって溶接不良となっていると判定する。
【００２４】
このように、電圧変化率から溶接不良を判定し、この溶接不良の原因を特定し、再溶接する際に溶接用電極輪の異常解消及び溶接パラメータの変更等を行うことにより、溶接部の破断を防ぐことをができる。
【００２５】
また、この請求項２の発明のシーム溶接良否判定装置においては、請求項１の発明のシーム溶接良否判定装置と同様の作用により同様の効果を得ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
本実施の形態においては、一対の溶接用電極輪間に印加される２次電圧値の所定間隔毎の平均値である平均２次電圧値に基づいて、溶接部の品質の良否を判定するシーム溶接良否判定装置について説明する。
【００２７】
図１は、本実施の形態に係るシーム溶接良否判定装置の構成を示すブロック図であり、このシーム溶接良否判定装置１は、連続ストリップ処理ラインにおけるシーム溶接装置に備えられている。この図１において、先行鋼帯２ａ及び後行鋼帯２ｂは移動方向から見た溶接部の断面、すなわち溶接部の板幅方向断面によって示されており、また先行鋼帯２ａの板幅の方が後行鋼帯２ｂの板幅よりも狭い場合を例示している。
【００２８】
まず、シーム溶接装置の構成について説明する。
溶接電源３は、１次導体４に１次電流を供給する。
２次導体５は、一端が一方の溶接用電極輪６ａに接続され、他端が他方の溶接用電極輪６ｂに接続されている。この２次導体５には、１次導体４に流れる１次電流に作用して２次電流が流れる。
【００２９】
一対の溶接用電極輪６ａ、６ｂは、先行鋼帯２ａの後方端部と後行鋼帯２ｂの前方端部が重ねられた部分において、先行鋼帯２ａ及び後行鋼帯２ｂを板厚方向に挟んで加圧し、かつこの先行鋼帯２ａと後行鋼帯２ｂの重なり部分における一方の側端部から他方の側端部に亘って板幅方向に回転駆動する。この一対の溶接用電極輪６ａ、６ｂが回転駆動する間、一対の溶接用電極輪６ａ、６ｂの間に２次電流が流され、この２次電流により先行鋼帯２ａと後行鋼帯２ｂの溶接が行われる。
【００３０】
次に、上記のシーム溶接装置に備えられるシーム溶接良否判定装置１の構成について説明する。
このシーム溶接良否判定装置１は、主に電圧検出器１ａ、判定器１ｂ、ＣＲＴ１ｃ、警報器１ｄから構成される。
【００３１】
電圧検出器１ａは、上記シーム溶接装置の一対の溶接用電極輪６ａ、６ｂに接続され、この一対の溶接用電極輪６ａ、６ｂの間の電圧である２次電圧値を各時点又は各位置で検出可能であり、検出した２次電圧値を判定器１ｂに出力する。以下の説明において、この電圧検出器１ａは、一対の溶接用電極輪６ａ、６ｂが溶接開始位置から溶接終了位置まで回転移動する間に、この一対の溶接用電極輪６ａ、６ｂ間に印加される各時点の２次電圧値を検出するものの場合を説明するが、この電圧検出器１ａが一対の溶接用電極輪６ａ、６ｂ間に印加される各位置の２次電圧値を検出するものの場合も同様である。
【００３２】
判定器１ｂは、電圧検出器１ａによって検出された各時点の２次電圧値に基づいて、溶接部の品質の良否を判定し、ＣＲＴ１ｃ及び警報器１ｄに良否判定結果を出力する。
【００３３】
ＣＲＴ１ｃは、判定器１ｂから入力した溶接部の品質の良否判定結果を視覚的に表示する。
警報器１ｄは、判定器１ｂから入力した溶接部の品質の良否判定結果が溶接不良を示している場合に音声によって警報を発する。
【００３４】
次に、本実施の形態に係るシーム溶接良否判定装置１の動作について説明する。
まず、先行鋼帯２ａと後行鋼帯２ｂがシーム溶接装置によって溶接される。
【００３５】
このシーム溶接装置による溶接においては、先行鋼帯２ａの後方端部と後行鋼帯２ｂの前方端部が重ねられ、この先行鋼帯２ａと後行鋼帯２ｂの重なり部分において一対の溶接用電極輪６ａ、６ｂが電流を流しながら一方の側端部から他方の側端部に板幅方向に回転駆動して溶接が行われる。
【００３６】
シーム溶接良否判定装置１においては、まず、電圧検出器１ａが、溶接時に一対の溶接用電極輪６ａ、６ｂ間にかかる各時点の２次電圧値を全板幅方向に亘って検出し、この検出した全板幅方向に亘る各時点の２次電圧値を判定器１ｂに出力する。
【００３７】
判定器１ｂは、電圧検出器１ａから入力した全板幅方向に亘る各時点の２次電圧値の所定間隔毎の平均値である平均２次電圧値を求める。
図２は、求められた平均２次電圧値を示す図であり、５０ｍｓｅｃ毎の平均２次電圧値を図示したものである。
【００３８】
シーム溶接装置は、時刻ｔ１から溶接を開始し、時刻ｔ４に溶接を終了する。その間、シーム溶接装置は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、先行鋼帯２ａよりも板幅の広い後行鋼帯２ｂの一方の側端部における１枚板溶接を行い、時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、先行鋼帯２ａ及び後行鋼帯２ｂの２枚板溶接を行い、その後、時刻ｔ３から時刻ｔ４までは、先行鋼帯２ａよりも板幅の広い後行鋼帯２ｂの他方の側端部における１枚板溶接を行う。
【００３９】
ここで、平均２次電圧値は、溶接時の板厚にほぼ比例して変化する。すなわち、図２において、２枚板溶接を行っている時刻ｔ２から時刻ｔ３の間での平均２次電圧値は、一枚板溶接を行っている時刻ｔ１から時刻ｔ２の間での平均２次電圧値、及び時刻ｔ３から時刻ｔ４の間での平均２次電圧値のほぼ２倍となる。
【００４０】
判定器１ｂは、２枚板溶接を行っている時刻ｔ２から時刻ｔ３の間での平均２次電圧値が、予め先行鋼帯２ａと後行鋼帯２ｂの総板厚に対応して決められている所定の下限値Ｖ１及び上限値Ｖ２の間に含まれるか否かを判定し、下限値Ｖ１と上限値Ｖ２の間に含まれている場合を溶接良好、下限値Ｖ１と上限値Ｖ２の間に含まれていない場合を溶接不良とし、この良否判定結果をＣＲＴ１ｃ及び警報器１ｄに出力する。
【００４１】
さらに、判定器１ｂは、１枚板溶接を行っている時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間、及び１枚板溶接を行っている時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間に基づいて、一方の側端部における先行鋼帯２ａと後行鋼帯２ｂの板幅方向ずれ量Ｌ１、及び他方の側端部における先行鋼帯２ａと後行鋼帯２ｂの板幅方向ずれ量Ｌ２を求める。
【００４２】
この板幅方向ずれ量Ｌ１、Ｌ２が大きい場合には、２枚板溶接を行った部分が少ないため、溶接強度が低下することになる。通板時に、先行鋼帯２ａと後行鋼帯２ｂを溶接してなる鋼帯には、この鋼帯を移動させて巻き取るコイラによってかけられる力等の様々な力が作用する。
【００４３】
したがって、溶接強度が低い場合には、鋼帯の通板時に鋼帯端部に過大応力が発生し、鋼帯が破断することがある。
このような鋼帯の破断を防ぐために、判定器１ｂは、（１）式及び（２）式によって、板幅方向ずれ量Ｌ１、Ｌ２と所定のしきい値Ａの比較を行い、（１）式及び（２）式の双方が成り立つ場合を良好な溶接がなされたと判定し、（１）式及び（２）式の少なくとも一方が成り立たない場合を不良な溶接がなされたと判定し、この良否判定結果をＣＲＴ１ｃ及び警報器１ｄに出力する。
【００４４】
Ｌ１≦Ａ      …（１）
Ｌ２≦Ａ      …（２）
ＣＲＴ１ｃ及び警報器１ｄは、判定器１ｂから入力した良否判定結果が、溶接不良を示す場合には、それぞれ視覚的に又は音声により監視者等に異常を通知する。
【００４５】
そして、良否判定結果が溶接不良を示す場合には、シーム溶接装置によって再溶接が行われる。
以上のように、本実施の形態によるシーム溶接良否判定装置１においては、先行鋼帯２ａと後行鋼帯２ｂの溶接部の全板幅方向に亘る２次電圧値の所定間隔毎の平均値である平均２次電圧値を求め、２枚板溶接を行った場合の平均２次電圧値が、所定の下限値Ｖ１及び上限値Ｖ２の間に含まれるか否かによって溶接部の品質の良否を判定し、加えて１枚板溶接を行った時間に基づいて、板幅方向ずれ量Ｌ１、Ｌ２を求め、この板幅方向ずれ量Ｌ１、Ｌ２と所定のしきい値Ａとの大小関係によって溶接部の品質の良否を判定するため、連続ストリップ処理ラインでの先行鋼帯と後行鋼帯の溶接開始部から溶接終了部に亘る溶接部の品質の良否を極めて短時間に自動的に判定することができ、溶接不良と判定された場合に再溶接を行うことで、溶接した鋼帯に破断が発生することを防止することができる。
【００４６】
また、全ての溶接部の品質の良否を自動的に判定することができるため、溶接部の品質の良否判定の安定性を確保することができる。
さらに、装置の構成が簡素であるため、装置設置における経済性を向上させることができ、装置の保守性を向上させることができる。
【００４７】
加えて、突発的に板厚の薄い鋼帯を溶接することで溶接入熱が過大となったり、あるいは突発的に板厚の厚い鋼帯を溶接することで溶接入熱が過小となることにより溶接部の品質が劣化することが原因で、通板時に鋼帯が破断をきたすような状況も検出することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態によるシーム溶接良否判定装置１においては、判定器１ｂによって平均２次電圧値を求め、この平均２次電圧値に基づいて溶接部の品質の良否の判定が行われているが、平均２次電圧値を求めることなく、単に電圧検出器１ａによって検出された２次電圧値に基づいて溶接部の品質の良否の判定が行われるとしてもよい。
【００４９】
（第２の実施の形態）
本実施の形態においては、一対の溶接用電極輪間にかかる各時点の２次電圧値の電圧変化率に基づいて、溶接部の品質の良否を判定するシーム溶接良否判定装置について説明する。
【００５０】
本実施の形態によるシーム溶接良否判定装置の構成は、図１に示す第１の実施の形態によるシーム溶接良否判定装置１と同様であるが、判定器１ｂによって実行される処理が異なるため、この異なる点のみを詳しく説明する。
【００５１】
判定器１ｂは、（３）式に示すように、電圧検出器１ａが検出した全板幅方向に亘る各時点の２次電圧値Ｖから、時間ｔにおける電圧変化率ΔＶを求める。
ΔＶ＝ｄＶ／ｄｔ      …（３）
図３は、電圧変化率ΔＶの変化を示す図であり、５ｍｓｅｃ毎の電圧変化率ΔＶを図示したものである。
【００５２】
ここで、変化例Ｗ１は溶接用電極輪６ａ、６ｂが良好な場合の電圧変化率ΔＶを示しており、変化例Ｗ２は溶接用電極輪６ａ、６ｂが不良な場合の電圧変化率ΔＶを示している。
【００５３】
電圧変化率ΔＶの変動は、主に溶接用電極輪６ａ、６ｂの溶損状態を正確に反映しており、損耗状態が大きい場合には電圧変化率ΔＶの変動幅が大きくなる。このように電圧変化率ΔＶの変動幅が大きく溶接用電極輪６ａ、６ｂが不良な場合には、溶接電流が溶接部に一様に流れず、局所的に過大入熱が発生し、この過大入熱が発生した部分において破断をきたす場合がある。
【００５４】
一方、損耗状態が小さい場合には電圧変化率の変動幅が小さくなる。
ゆえに、判定器１ｂは、（４）式に示すように、電圧変化率ΔＶと、予め定められている任意の変化率下限値Ｃ１及び任意の上限変化率Ｃ２とを比較し、２次電圧変化率が下限変化率Ｃ１及び上限変化率Ｃ２の間に含まれる場合には、溶接部の品質が良好であると判定し、下限変化率Ｃ１及び上限変化率Ｃ２の間に含まれていない場合には、溶接部の品質が不良であると判定する。
【００５５】
Ｃ１≦ΔＶ≦Ｃ２      …（４）
ここで、溶接パラメータが不適切な状態が電圧変化率ΔＶに与える影響は小さく、溶接用電極輪６ａ、６ｂの局部溶損、スケール付着等のような溶接用電極輪６ａ、６ｂの異常が電圧変化率ΔＶに与える影響は大きい。
【００５６】
ゆえに、判定器１ｂは、電圧変化率ΔＶが下限変化率Ｃ１及び上限変化率Ｃ２の間に含まれず、かつ電圧変化率ΔＶの変動幅が大きい場合には、一対の溶接用電極輪６ａ、６ｂに異常があると判定し、電圧変化率ΔＶの変動幅は大きくないが、電圧変化率ΔＶが下限変化率Ｃ１及び上限変化率Ｃ２の間に含まれていない場合には、溶接パラメータ等が適切でないと判定する。
【００５７】
そして、判定器１ｂは、良否判定結果及び溶接不良であると判定した場合の溶接不良原因をＣＲＴ１ｃ及び警報器１ｄに出力する。
ＣＲＴ１ｃ及び警報器１ｄは、判定器１ｂから入力した良否判定結果が、溶接不良を示す場合には、それぞれ視覚的に又は音声により溶接不良である旨と溶接不良の原因を監視者等に通知する。
【００５８】
そして、監視者等は、溶接不良を示されると溶接不良原因の解消を図る。すなわち、溶接不良原因が溶接用電極輪６ａ、６ｂの異常である場合には、溶接用電極輪６ａ、６ｂの再研削等により異常の解消を行い、溶接不良原因が溶接パラメータの不適切の場合には、溶接パラメータを変更し、シーム溶接装置によって再溶接が行われる。
【００５９】
以上のように、本実施の形態によるシーム溶接良否判定装置１においては、全板幅方向に亘る各時点の２次電圧値Ｖから、時間ｔにおける電圧変化率ΔＶを求め、この電圧変化率ΔＶが任意の変化率下限値Ｃ１及び任意の上限変化率Ｃ２の間に含まれるか否かを判定することにより溶接部の品質の良否を判定し、さらに溶接部が溶接不良である場合に電圧変化率ΔＶの変動幅から溶接不良の原因を特定することができる。
【００６０】
ゆえに、再溶接する際に、溶接不良原因が溶接用電極輪６ａ、６ｂの異常である場合には、溶接用電極輪６ａ、６ｂの再研削等のような異常の解消を行い、溶接不良原因が溶接パラメータの不適切の場合には、溶接パラメータを変更することにより、溶接部の破断を防ぐことをができる。
【００６１】
その他、本実施の形態によるシーム溶接良否判定装置１は、第１の実施の形態によるシーム溶接良否判定装置１と同様の作用により同様の効果を得ることができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のシーム溶接良否判定装置によれば、シーム溶接装置に備えられている一対の溶接用電極輪間に印加される各時点の電圧値を検出し、この検出した各時点の電圧値又は検出された各時点の電圧値の所定間隔毎の平均値が、所定の範囲に含まれるか否かによって溶接部の良否を判定するため、極めて短時間に自動的に、溶接開始位置から溶接終了位置に亘る溶接部の良否を判定することができ、溶接不良と判定した場合に再溶接を行うことで、溶接部の破断を防ぐことができる。
【００６３】
また、全ての溶接部の良否を自動的に判定することができるため、溶接部の良否判定の安定性を確保することができる。
さらに、装置の構成が簡素であるため、装置設置における経済性を向上させることができ、装置の保守性を向上させることができる。
【００６４】
加えて、突発的に板厚の薄い鋼帯を溶接することで溶接入熱が過大となったり、あるいは突発的に板厚の厚い鋼帯を溶接することで溶接入熱が過小となることにより溶接部の品質が劣化することが原因で、通板時に鋼帯が破断をきたすような状況も検出することができ、このような状況を検出した際に再溶接を行うことで、溶接部の破断を防ぐことができる。
【００６５】
さらに、別の発明のシーム溶接良否判定装置によれば、シーム溶接装置に備えられている一対の溶接用電極輪間に印加される各時点の電圧値を検出し、この検出した各時点の電圧値から電圧変化率を求め、この求めた電圧変化率が所定の範囲に含まれるか否かによって溶接部の品質の良否を判定する。
【００６６】
ここで、電圧変化率の変動幅は、溶接用電極輪に異常がある場合に大きくなるため、このシーム溶接良否判定装置は、電圧変化率を求めることにより、溶接用電極輪の異常と、溶接パラメータの不適切等のようなその他の原因による異常とを区別し、溶接部の溶接不良原因を特定することができる。
【００６７】
したがって、再溶接する際に、溶接不良原因が溶接用電極輪の異常である場合には、溶接用電極輪の再研削等のような異常解消を行い、溶接不良原因が溶接パラメータの不適切に起因している場合には、溶接パラメータを変更することにより、溶接部の破断を防ぐことをができる。
【００６８】
その他、この電圧変化率を求めて溶接部の良否判定を行うシーム溶接良否判定装置は、上記の一対の溶接用電極輪間の各時点の電圧値又はこの各時点の電圧値の所定間隔毎の平均値を求めて溶接部の良否判定を行うシーム溶接良否判定装置と同様の作用により同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施の形態に係るシーム溶接良否判定装置を示すブロック図。
【図２】同実施の形態に係るシーム溶接良否判定装置の判定器によって求められる平均２次電圧値の例を示す図。
【図３】第２の実施の形態に係るシーム溶接良否判定装置の判定器によって求められる電圧変化率の例を示す図。
【符号の説明】
１…シーム溶接良否判定装置
１ａ…電圧検出器
１ｂ…判定器
１ｃ…ＣＲＴ
１ｄ…警報器
２ａ…先行鋼帯
２ｂ…後行鋼帯
３…溶接電源
４…一次導体
５…２次導体
６ａ、６ｂ…溶接用電極輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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