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초음파 탐상법에 의한 점용접의 자동검사

전문가 제언: ○ 초음파에 의한 결함 탐상법은 재료의 표면 또는 내부에 존재하는 불연속부를 검출하기 위해 초음파를 재료에 전달시켜 검사하는 비파괴시험의 일종이다. 초음파를 전달시키는 방법에는 공진법, 투과법, 반사법이 있다. 본문에서 기술하는 용접검사에 사용되는 방식은 반사법에 해당되며 반사되는 파형(echo 또는 pulse파형)을 보고 양부를 판단한다.

○ 음은 입자의 진동이고 일정한 주파수의 범위를 가지며 사람의 귀로 들을 수 있는 진동수 20Hz에서 20kHz 사이이고 이를 가청주파수라고 한다. 그 이상의 진동수를 갖는 음파를 초음파라고 부르며, 보통 500kHz~20MHz가 초음파 탐상에 실용화되고 있다. 파장이 아주 짧기 때문에 빛의 직진성과 같은 성질을 가지고 있고 작은 결함으로부터 나타나는 반사도 커서 보기 쉬운 성질이 있다.

○ 점용접(spot welding)은 전기 저항용접 방식의 일종으로 용접하고자 하는 재료를 서로 겹쳐 놓고 전극에 의해 전류를 통해주면 금속자체의 비저항에 의하여 발생하는 열로 가열되었을 때 가압하여 접합해 주는 용접 방식이다. 용접결과로 접합부에 생기는 용융 응고한 바둑돌 모양의 부분을 너깃(nugget)이라고 부른다. 용접의 양부 평가는 너깃의 형상과 내부의 기공여부에 따라 판정한다.

○ 특히 자동차 차체 용접에 널리 활용되고 있는 용접방식은 점용접이 대부분이다. 완성된 부품의 용접 평가는 발췌 샘플링에 의한 파괴 시험에 의해 로트별 평가를 해 왔으나, 용접점 하나하나의 양부판정을 하는 전수 평가 방법은 거의 불가능하였다. 그러나 최근 지능형 6축 로봇을 활용하여 초음파 탐상법에 의한 비파괴검사 방법이 개발되어 품질보증 방안에 획기적인 기여를 하게 되었다.

저자: Koji UEDA, Takeshi YAMAGAMI, Hidetomo SAKASHITA
자료유형: 학술정보