CN105904075B - 一种erw管焊缝开口角柔性化闭环控制的实验装置 - Google Patents

一种erw管焊缝开口角柔性化闭环控制的实验装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105904075B
CN105904075B CN201610257206.1A CN201610257206A CN105904075B CN 105904075 B CN105904075 B CN 105904075B CN 201610257206 A CN201610257206 A CN 201610257206A CN 105904075 B CN105904075 B CN 105904075B
Authority
CN
China
Prior art keywords
small
sized
angular aperture
computer
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610257206.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105904075A (zh
Inventor
韩毅
孙春婷
范文军
杨硕林
杨明庆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Kinuo Fumace Roller Co ltd
Original Assignee
Yanshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanshan University filed Critical Yanshan University
Priority to CN201610257206.1A priority Critical patent/CN105904075B/zh
Publication of CN105904075A publication Critical patent/CN105904075A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105904075B publication Critical patent/CN105904075B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/24—Electric supply or control circuits therefor
    • B23K11/25—Monitoring devices
    • B23K11/252—Monitoring devices using digital means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/08—Seam welding not restricted to one of the preceding subgroups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/24—Electric supply or control circuits therefor
    • B23K11/25—Monitoring devices
    • B23K11/252—Monitoring devices using digital means
    • B23K11/255—Monitoring devices using digital means the measured parameter being a force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/36—Auxiliary equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B23K2101/06—Tubes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明公开一种ERW管焊缝开口角柔性化闭环控制的实验装置，包括高频发生器及其输出装置、CCD摄像机、计算机、5对小型轧辊，两个电极触头以焊缝为中心线对称固定在位于工作台上的管坯上，高频电流通过两个电极触头与管坯形成回路，5对小型轧辊以外形尺寸按比例递减排列，依次与焊缝中心线两侧的管坯表面接触，每个小型轧辊下的基座中均安装有压力传感器。本发明通过改变每两对小型轧辊之间的轴向距离和每一对小型轧辊之间的径向距离而改变每对小型轧辊的压下量，以得到不同大小形状的开口角。CCD摄像机、计算机、压力传感器组成的闭环系统，保证了开口角大小形状的精确性，对开口角大小形状进行实验分析可以获得最优焊接条件，提高焊管质量。

Description

一种ERW管焊缝开口角柔性化闭环控制的实验装置
技术领域
本发明涉及ERW管焊接领域，特别涉及一种ERW管焊缝开口角柔性化闭环控制的实验装置。
背景技术
目前，ERW(Electric Rerisdance Welding)管焊一般经过粗成型和精成型后，直接加高频电流进行焊接，对焊缝处开口角控制的研究还比较少。开口角是研究ERW管焊接的一个重要工艺参数，较大的开口角会降低加热效率，使所需的加热时间变长；但是过小的开口角会聚集高密度的涡流，形成电弧效应，易产生强烈的电火花。目前对开口角的研究只能选择几个特殊角，如3°、4.5°、6°进行实验分析比较。开口角的形状也会影响焊管的质量，通常开口角形状都是呈V型。在实际焊管车间里，由于冷却液产生的雾气，焊接区域的高温以及轧辊和管坯相对位置的限制等综合因素的影响，不能直观的获得开口角的形状。管坯的屈服点和抗拉强度很高，当管壁较厚时，材料的回弹力很大，因此也不能保证生产时达到预期的开口角大小与形状。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种ERW管焊缝开口角柔性化闭环控制的实验装置。
本发明所采用的技术方案是：一种ERW管焊缝开口角柔性化闭环控制的实验装置，包括高频发生器及其输出装置、小型轧辊单元及其执行机构、固定在地面上的工作台，所述高频发生器及其输出装置两端通过电路与两个电极触头连接，所述两个电极触头以焊缝为中心线对称固定在位于工作台上表面的管坯上，高频电流通过两个电极触头与管坯形成回路；所述小型轧辊单元包括其外形尺寸按比例递减排列的5对小型轧辊，所述5对小型轧辊沿管坯焊接方向依次与焊缝中心线两侧的管坯表面接触，靠近焊接点的一对小型轧辊外形尺寸最小，5对小型轧辊可沿管坯轴向和径向移动，每个小型轧辊下的基座中均安装有压力传感器；所述工作台一侧分别放置固定在地面上的支撑架和电脑桌，所述支撑架上安装有可上下左右转动的CCD摄像机，所述电脑桌上放置计算机，所述CCD摄像机通过信号线A与计算机端口Ⅰ相连，所述压力传感器通过信号线B与计算机端口Ⅱ相连，所述CCD摄像机、计算机、压力传感器组成闭环系统；所述CCD摄像机用于焊接过程中实时拍摄开口角图像，所述压力传感器用于实时监测焊接过程中各小型轧辊挤压管坯所产生的挤压力，所述计算机用于识别对比预期的开口角图像特征与拍摄的开口角图像特征，若两者的图像特征不一致，计算机对两者的图像特征进行偏差计算，而后控制小型轧辊单元执行机构改变每两对小型轧辊之间的轴向距离或每一对小型轧辊之间的径向距离以改变挤压力的大小，控制每对小型轧辊的压下量，使拍摄的开口角图像特征与预期的开口角图像逐渐一致。
作为优选，所述5对小型轧辊的外形尺寸按比例1.4:1.2:1:0.8:0.6递减排列。
工作时，由于高频电流的集肤效应和邻近效应，使管坯在待焊处的表层金属得以快速加热。改变每两对小型轧辊之间的轴向距离和每一对小型轧辊之间的径向距离，从而可以得到任意大小和任意形状的开口角。由于焊接时各轧辊挤压管坯产生的挤压力的大小不同，采用5对外形尺寸按比例递减排列的小型轧辊沿管坯焊接方向依次分布于焊缝中心线两侧，在靠近焊接点处使用最小的一对小型轧辊有利于控制该点施加的压下量，提高焊缝质量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、对不同大小和不同形状的开口角进行实验分析，可以得出最优焊接条件，使焊接缺陷最小化，提高焊管质量。
2、通过CCD摄像机，计算机，压力传感器组成的闭环系统，实时监测开口角大小和形状，并与计算机上设定的预期开口角图像对比，保证了开口角大小和形状的精确性。
附图说明
图1是本发明闭环控制结构图。
图2是本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，计算机上设定的预期开口角图像与CCD摄像机拍摄的开口角图像，在计算机上识别对比图像特征，计算机控制小型轧辊执行机构，通过改变每两对小型轧辊之间的轴向距离或每一对小型轧辊之间的径向距离，来改变挤压力的大小，从而调整开口角大小和形状，小型轧辊上的压力传感器监测到的挤压力反馈到计算机上，焊接过程中开口角形成后，CCD摄像机拍摄到的图像也将反馈到计算机上。
如图2所示，电路4一端与高频发生器及其输出装置5电接触，一端与电极触头3电接触。管坯1放置于工作台14上，工作台固定在地面上，2个对称的电极触头3与管坯1上表面相接触。5个尺寸大小按比例1.4:1.2:1:0.8:0.6递减排列的右侧小型轧辊2和5个尺寸大小按比例1.4:1.2:1:0.8:0.6递减排列的左侧小型轧辊13组成5对小型轧辊，并且分别与管坯1的两侧表面相接触。5对小型轧辊沿管坯焊接方向依次分布于焊缝中心线两侧，靠近焊接点的一对小型轧辊外形尺寸最小。这5对小型轧辊可以分别单独沿焊接方向或反向移动，即通过改变每两对小型轧辊之间的轴向距离可改变挤压力的大小。每对小型轧辊之间，例如图2上标记方向的一对小型轧辊，可以朝焊缝方向或背离焊缝方向移动，即通过改变每一对小型轧辊之间的径向距离可改变挤压力的大小。每个小型轧辊下的基座中均安装有压力传感器12。支撑架6和电脑桌10分别位于工作台14一侧，支撑架和电脑桌均固定在地面上。CCD摄像机7安装在支撑架6上，可以上下左右转动。CCD摄像机7通过信号线A8与计算机9相接，计算机9放置在电脑桌10上。计算机9通过信号线B11与每个小型轧辊上的压力传感器12相接。
工作时，CCD摄像机时刻拍摄开口角的变化(包括大小和形状)，将拍摄到的图像数据通过信号线A反馈给计算机。计算机把拍摄到的开口角图像数据与在计算机上实验预期的开口角图像数据进行比对分析。若两者的图像数据不一致，计算机对两者进行偏差计算，而后控制小型轧辊执行机构改变小型轧辊的挤压力的大小，控制每对轧辊的压下量，使拍摄到的开口角图像特征与预期的开口角图像特征逐渐一致。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种ERW管焊缝开口角柔性化闭环控制的实验装置，包括高频发生器及其输出装置、小型轧辊单元及其执行机构、固定在地面上的工作台，其特征在于，所述高频发生器及其输出装置两端通过电路与两个电极触头连接，所述两个电极触头以焊缝为中心线对称固定在位于工作台上表面的管坯上，高频电流通过两个电极触头与管坯形成回路；所述小型轧辊单元包括其外形尺寸按比例递减排列的5对小型轧辊，所述5对小型轧辊沿管坯焊接方向依次与焊缝中心线两侧的管坯表面接触，靠近焊接点的一对小型轧辊外形尺寸最小，5对小型轧辊可沿管坯轴向和径向移动，每个小型轧辊下的基座中均安装有压力传感器；所述工作台一侧分别放置固定在地面上的支撑架和电脑桌，所述支撑架上安装有可上下左右转动的CCD摄像机，所述电脑桌上放置计算机，所述CCD摄像机通过信号线A与计算机端口Ⅰ相连，所述压力传感器通过信号线B与计算机端口Ⅱ相连，所述CCD摄像机、计算机、压力传感器组成闭环系统；所述CCD摄像机用于焊接过程中实时拍摄开口角图像，所述压力传感器用于实时监测焊接过程中各小型轧辊挤压管坯所产生的挤压力，所述计算机用于识别对比预期的开口角图像特征与拍摄的开口角图像特征，若两者的图像特征不一致，计算机对两者的图像特征进行偏差计算，而后控制小型轧辊单元执行机构改变小型压辊的挤压力的大小，控制每对小型轧辊的压下量，使拍摄的开口角图像特征与预期的开口角图像特征逐渐一致。
2.根据权利要求1所述的一种ERW管焊缝开口角柔性化闭环控制的实验装置，其特征在于，所述5对小型轧辊的外形尺寸按比例1.4:1.2:1:0.8:0.6递减排列。
CN201610257206.1A 2016-04-22 2016-04-22 一种erw管焊缝开口角柔性化闭环控制的实验装置 Expired - Fee Related CN105904075B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610257206.1A CN105904075B (zh) 2016-04-22 2016-04-22 一种erw管焊缝开口角柔性化闭环控制的实验装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610257206.1A CN105904075B (zh) 2016-04-22 2016-04-22 一种erw管焊缝开口角柔性化闭环控制的实验装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105904075A CN105904075A (zh) 2016-08-31
CN105904075B true CN105904075B (zh) 2018-01-23

Family

ID=56751711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610257206.1A Expired - Fee Related CN105904075B (zh) 2016-04-22 2016-04-22 一种erw管焊缝开口角柔性化闭环控制的实验装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105904075B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106755859B (zh) * 2016-11-30 2018-06-08 燕山大学 一种拼焊板材局部预硬化方法及辊轧装置
CN112025138B (zh) * 2020-08-10 2021-04-16 燕山大学 一种管线钢管焊缝开口角的在线调节方法及装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004243410A (ja) * 2003-01-20 2004-09-02 Nippon Steel Corp 金属箔チューブおよびその製造方法並びに製造装置
CN1738687A (zh) * 2003-01-20 2006-02-22 新日本制铁株式会社 金属箔管及其制造方法与制造装置
CN2813183Y (zh) * 2005-08-30 2006-09-06 宝山钢铁股份有限公司 电阻焊高频平板焊接开口角成型装置
CN101745731B (zh) * 2009-12-23 2012-06-13 中国海洋石油总公司 一种n80级erw油井套管的制造方法
CN101862893A (zh) * 2010-04-08 2010-10-20 泰安科诺型钢股份有限公司 一种控制大型厚壁冷弯方矩形管焊接质量的方法
CN102621931B (zh) * 2012-03-12 2014-01-08 东华大学 一种用于搅拌摩擦焊的在线监控系统及方法
CN205129272U (zh) * 2015-11-20 2016-04-06 浙江达峰汽车技术有限公司 一种用于排气管焊接的工作台

Also Published As

Publication number Publication date
CN105904075A (zh) 2016-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105033408B (zh) Gma增材制造双被动视觉传感检测装置及其检测方法
CN101713640B (zh) 一种锻件热态尺寸的非接触测量方法
KR101447793B1 (ko) 고주파 저항 용접 및 유도 가열 용접의 조업 관리 장치, 조업 관리 방법 및 조업 관리 프로그램
CN105904075B (zh) 一种erw管焊缝开口角柔性化闭环控制的实验装置
CN107081503A (zh) 一种弧焊质量的红外无损检测装置及其红外无损检测方法
CN110369851B (zh) 一种基于高频电流临近效应的新型焊接装置及方法
CN105478975B (zh) 基于远心视觉传感的端接微束等离子焊接成形控制方法
WO2010045765A1 (zh) 伸缩式交叉磁轭荧光磁粉探伤机
CN107199406B (zh) 一种锡丝精密焊接装置及控制方法
KR101476594B1 (ko) 전봉 용접 조업의 감시 장치, 방법 및 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기억 매체
CN108856978A (zh) 基于近红外双目视觉识别的角接接头熔透控制方法
CN109604773A (zh) 用于非熔化极电弧圆筒堆焊时内壁温度监控方法及装置
CN109622770A (zh) 一种钛合金薄板电辅助分段渐进成形装置及方法
CN108788426A (zh) 一种用于汽车板件自动生产线上的螺母凸焊装置
CN110773862A (zh) 一种激光填丝焊接方法、控制装置、设备及存储介质
CN111451604A (zh) 一种gtaw电弧熔丝增材制造熄弧处补焊监测反馈方法及系统
CN203275586U (zh) 薄膜电容的耐压测试装置
CN108620714A (zh) 基于gmaw熔池轮廓特征的焊接偏差检测系统及其检测方法
CN206208199U (zh) 适用于垂直关节型六轴工业机器人的线激光焊缝检测装置
CN201970032U (zh) 钛焊管生产线焊接质量检测控制装置
CN207447554U (zh) Fpc自动压焊机
CN106312386B (zh) 一种高频直缝焊管钢管焊接温度在线检测与控制实验装置
CN107186316A (zh) 一种用于大型汽轮机低压缸接凝汽器焊接防变形的焊接工艺
JP6028765B2 (ja) 電縫溶接の監視方法および監視装置
CN207682061U (zh) 一种用于电极接头加工精度的在线监测、反馈装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200702

Address after: 2037, floor 2, maker building, 3S innovation and entrepreneurship community, No. 888, Hengyuan West Road, Baoding City, Hebei Province, 071000

Patentee after: Hebei yinzhitong Information Technology Co.,Ltd.

Address before: Hebei Street West Harbor area, 066004 Hebei city of Qinhuangdao province No. 438

Patentee before: Yanshan University

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201224

Address after: No.68 Feiyue Road, Xinqiao Town, Jingjiang City, Taizhou City, Jiangsu Province

Patentee after: JIANGSU KINUO FUMACE ROLLER Co.,Ltd.

Address before: 071000 2037, second floor, maker building, 3S entrepreneurship and innovation community, 888 Hengyuan West Road, Baoding City, Hebei Province

Patentee before: Hebei yinzhitong Information Technology Co.,Ltd.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180123