CN104245222B - 用于在管焊接设备上进行型材管的纵缝焊接的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在为了过程调节而与设备计算机相连接的管焊接设备上进行型材管的纵缝焊接的方法和装置，为管焊接设备输送直接联机地由金属带在成形轧机中成形的开槽管(5)或由至少一个板材变形的开槽管以用于尤其高频焊接一个或者多个纵缝，其中，管焊接机配备有用于测量焊点的温度的器件(12)，焊点在最狭窄的地点处起作用，开槽管的借助于辊子(8)挤压成带有逐渐变细的V形走向的缝隙的板边占据该焊点。纵缝焊接可通过以下方式来优化，即，焊点的温度波动和偏移由朝会聚的V形缝隙在形成纵缝时的顶点指向的热成像照相机(12)来探测，其中，在设备计算机(7)中如此处理连续测量的数据以用于调整焊接过程，即，焊点(11)以其最热的效果始终位于相同的位置上。

Description

用于在管焊接设备上进行型材管的纵缝焊接的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于在为了过程调节而与设备计算机相连接的管焊接设备上进行型材管的纵缝焊接的方法和装置，为管焊接设备输送直接联机地由金属带在成形轧机中成形的开槽管或由至少一个板材变形的开槽管以用于尤其高频焊接一个或者多个纵缝，其中，管焊接机配备有用于测量焊点的温度的器件，焊点在最狭窄的地点处起作用，开槽管的借助于辊子挤压成带有逐渐变细的V形走向的缝隙的板边占据该焊点。
背景技术
例如从文献US 2 110 378 A已知由带材在多个接连设置的步骤中制造开槽管。通过文献DE 42 15 807 C2公开了以框架结构实施的弯管或管成形压力机，利用其可使板材变形。
与开槽管根据哪种制造工艺生产或例如开槽的型材管还生产成带有矩形的或正方形的截面无关地，焊接要求特别的精细并且焊点(其应位于带有V形的缝隙的相对而置的板边(Blechkant)的汇合的点附近、顶点或者交点中)受到持续的观察。对此，在实践中在管纵缝焊接时仅使用高温计(参见公司商品说明书“optris infrared thermometers”)。该商品说明书说明了在加工或制造热产品(Heißprodkut)的情况下高温计的其他的应用，例如用于连续铸造(Stranggiessen)、锻造、硬模铸造等等。结合在盛钢桶中运输钢水，借助于热成像照相机说明在盛钢桶外壁或者容器外壁处探测的最热的地点。
在纵缝焊接时使用的高温计使得能够实现探测温度，并且当温度改变时，可在例如高频纵缝管焊接机中匹配感应器的位置或焊接功率或者焊接力，以便克服焊接缺陷。
然而，如可通过试验确定的那样，在纵缝焊接时不仅出现温度波动，而且焊点在水平的和竖向的方向上(也就是说,向前、向后或者向上和向下)偏移。
发明内容
本发明的目的在于提供开头提到的类型的方法和装置，利用其可优化开槽管的纵缝焊接。
根据本发明，该目的利用方法通过以下方式实现，即，焊点的温度波动以及偏移由朝会聚的V形缝隙在形成纵缝时的顶点指向的热成像照相机来探测，其中，在设备计算机中如此处理连续测量的数据以用于调整焊接过程，即，焊点以其最热的效果始终位于相同的位置上。
因此，为了改进焊接质量并且避免所谓的缺点，借助于有针对性地定位的、布置成与焊接区域间隔开大约80cm的热成像照相机进行直接的过程观察以用于温度测量，其中，热成像照相机还可观察焊点的完整的环境(例如在310mm×230mm的测量范围中)并且由此识别出焊点的偏移。热成像照相机(红外线照相机)的稳定的测量数据可通过设备计算机合并到调节系统中，从而可通过焊接过程的闭合的调节回路对最热的焊点的准确确定的位置进行调整。
同时，带有很高的分辨率的连续的测量(例如每分钟30张图片)能够实现利用屏幕信息在焊接设备或者焊接机的操作台处反馈给操作者。操作者将马上识别出“冷”焊接，确切地说可获得并且修改错误信号。此外，测量数据可被储存在计算机中，并且为了针对接着的焊接过程进行质量管理，在考虑到相应的生产条件的情况下评估或者使用该测量数据，或写下和记录测量数据以用于质量控制或者质量检测。
根据本发明，尤其用于执行该方法的装置设置成，在管焊接机中，为了探测焊点而布置有朝在焊接器件之间的区域取向的热成像照相机。根据本发明的设计方案，该热成像照相机有利地在管焊接机的焊接辊子支架处屏蔽地设置成不受环境影响。
热成像照相机如此定位和屏蔽，即其保持不受强的电磁场以及环境影响因素(例如雾、水或热)影响。环境影响可通过以下方式变得无害，即，例如上部的辊子构造成带有乳化液排斥器件(Abweisemittel)，和/或设置有这样的器件，其吹散或吸走水蒸气或者雾，或为在焊接机中引导开槽管的辊子从在生产运行方向上来看后面的侧部输送冷却乳化液。
附图说明
本发明的其他的细节和特征由在附图中示出的实施例的权利要求和随后的说明中得出。其中：
图1显示了在纵缝管焊接时通过热成像照相机在探测焊点的温度的情况下记录的、作为细节描述开槽管的汇合的V形缝隙与此处(最热的)焊点的图片；以及
图2在示意性的图示中作为管焊接设备的细节显示了管焊接机的部段，带有在此处布置成朝焊点取向的热成像照相机，其中，这例如在图1中在后面的辊子的区域中显示了标记为大的矩形的测量范围。
具体实施方式
针对例如高频纵缝管焊接设备(利用感应式和传导式高频焊接)，其在由轧制的金属带制造纵缝焊接的管(例如用于高品质的、带有在10mm至40mm的范围中的直径以及直至4mm的壁厚的石油管或气管)时通常包括带材准备系统、螺旋带材储存系统、成形轧机或者预成型区段、管焊接机和管切割装置，在图2中作为简化的示意性的部段仅仅示出了管焊接机1的端部区段。
图2显示了通过依次的、以HV布置方案设置的竖向的和水平的轧辊或者辊子2a或2b由金属带连续地变形的、在V形缝隙4在根据箭头3的生产运行方向上增加地逐渐变细的情况下进入到管焊接机1中的开槽管5的部分长度。如显示出的那样，在测量点6a、6b处可探测逐渐变细的V形缝隙4的角度，并且可将作为测量值的走向输入到设备计算机7或类似的处理单元中。V形缝隙4的交点或者顶点位于焊接支架(其在此处带有焊接器件9)的轧辊或者辊子8之间。完成的纵缝焊接管10在辊子8之后离开。
为了监测和优化纵缝焊接(尤其最热的焊点11(参见图1)的地点)，在管焊接机1中布置有针对环境影响受到屏蔽的热成像照相机12。热成像照相机12在箭头方向13上有针对性地朝V形缝隙4的顶点取向，并且可在此处一方面探测更大的测量范围14，而另一方面在该测量范围中探测最热的区域15以及尤其还探测最热的焊点11的位置。为了调整焊接过程和评估测量数据，将连续测量的数据传输给设备计算机7，其如同样通过箭头显示出的那样与操作台16(其用于显示例如闭合的调节回路以及出现的错误)和数据库17(其带有储存在此处的例如正在进行的制造过程和/或先前的制造过程的对比值)相连接。
图1在清楚的放大图中描述了热成像照相机12的测量范围14，其中，特征在于，较冷的区域19很弱地点焊，较热的区域20稍微更强地点焊，而最热的区域15与此相对再次更厚地点焊。绘出的箭头18说明了最热的焊点11的在焊接过程中不可避免的偏移的方向(向前、向后以及向上和向下)。通过监测和数据交换在闭合的调节回路中如此调整纵缝焊接，即，最热的焊点11可始终保持在相同的、如在图1中示出的那样的最佳的位置上。
参考标号列表
1 管焊接机
2a 竖向的辊子/轧辊
2b 水平的辊子/轧辊
3 箭头、生产运行方向
4 V形缝隙
5 开槽管
6a 角度变化测量点
6b 角度变化测量点
7 设备计算机
8 焊接支架的辊子/轧辊
9 焊接器件
10 完成的纵缝焊接管
11 最热的焊点
12 热成像照相机
13 取向箭头
14 测量范围
15 最热的区域
16 操作台
17 数据库
18 偏移箭头
19 较冷的区域
20 较热的区域。

Claims (5)

1.一种用于在为了过程调节而与设备计算机相连接的管焊接设备上进行型材管的纵缝焊接的方法，为管焊接设备输送直接联机地由金属带在成形轧机中成形的开槽管或由至少一个板材变形的开槽管以用于焊接一个或者多个纵缝，其中，管焊接机配备有用于测量焊点的温度的器件，焊点在最狭窄的地点处起作用，所述开槽管的借助于辊子挤压成带有逐渐变细的V形走向的缝隙的板边占据该焊点，
其特征在于，所述焊点(11)的温度波动以及偏移由朝会聚的V形缝隙(4)在形成纵缝时的顶点指向的热成像照相机(12)探测，其中，在设备计算机(7)中如此处理连续测量的数据以用于调整焊接过程，即，所述焊点(11)以其最热的效果始终位于相同的位置上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊接为高频焊接。
3.一种用于执行根据权利要求1所述的方法的、用于在为了过程调节而与设备计算机相连接的管焊接设备上进行型材管的纵缝焊接的装置，为管焊接设备输送直接联机地由金属带在成形轧机中成形的开槽管或由至少一个板材变形的开槽管以用于焊接一个或者多个纵缝，其中，所述管焊接机配备有用于测量焊点的温度的器件，焊点在最狭窄的地点处起作用，所述开槽管的借助于辊子挤压成带有逐渐变细的V形走向的缝隙的板边占据该焊点，其特征在于，在管焊接机(1)中布置有朝在焊接器件(9)之间的区域取向的热成像照相机(12)以用于探测最热的焊点(11)。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述焊接为高频焊接。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述热成像照相机(12)屏蔽地安装成不受环境影响。
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