DE10255898A1 - Method and device for detecting the seam offset of welded sheets - Google Patents

Method and device for detecting the seam offset of welded sheets Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung des Nahtversatzes in Lage und Gegenlage stumpfnahtgeschweißter Bleche oder Rohre. Dabei werden in einem ersten Schritt die scharfkantigen Übergänge der Schweißnaht zum angrenzenden Körper der Außen- und Innennaht an der Stirnseite des Bleches oder Rohres visuell sichtbar markiert und in einem weiteren Schritt werden diese markierten Stellen, ausgehend von einemgewählten Ursprungsort, lagemäßig erfasst und die dabei zurückgelegten Verfahrwege in Beziehung zueinander gesetzt und daraus wird der Nahtversatz ermittelt. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for detecting the seam offset in the position and counter position of butt welded sheets or pipes. In a first step, the sharp-edged transitions of the weld seam to the adjacent body of the outer and inner seam on the front side of the sheet or tube are marked visually and in a further step, these marked locations, based on a selected place of origin, are recorded and the distance covered Travel paths are set in relation to each other and the seam offset is determined from this. DOLLAR A The invention further relates to an apparatus for performing the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung des Nahtversatzes geschweißter Bleche und Rohre, die in Lage und Gegenlage stumpfnahtgeschweißt werden, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 2.The invention relates to a method for detecting the seam offset of welded sheets and pipes that be butt welded in position and opposite position, according to the generic term of claim 1, and a device for performing the Method according to claim Second

Rohre, insbesondere längsnahtgeschweißte Großrohre, werden durch kreisförmig eingeformte Bleche an ihren Längskanten durch jeweils eine Außen- und eine Innennaht hergestellt. Ebenso werden Rohre, die aus schraubenlinienförmig eingeformten Stahlbändern hergestellt werden, an den Längskanten des Bandes mit einer Außen- und Innennaht verschweißt. Zur Herstellung größerer Blechtafeln werden die einzelnen Tafeln ebenfalls an einer Längskante mit einer Außen- und Innennaht verschweißt.Pipes, especially longitudinally welded large pipes, are made by circular molded sheets on their long edges by one external and made an inner seam. Likewise, tubes that are formed from helical steel strips be produced on the longitudinal edges of the tape with an outside and welded inside seam. For the production of larger metal sheets the individual panels are also on a longitudinal edge with an outer and Welded inside seam.

Bei der Herstellung dieser, z. B. durch Unterpulverschweißen hergestellten Schweißnähte kann es vorkommen, dass die Nahtmitten der Innenlage und der Außenlage nicht ideal übereinander liegen. Nonnen bzw. Kundenspezifikationen geben eine einzuhaltende Toleranz für diesen Nahtversatz vor.In the preparation of this, e.g. B. by submerged arc welding produced welds can it happens that the seam centers of the inner layer and the outer layer not ideally one above the other lie. Nuns or customer specifications give a to be followed Tolerance for this seam offset.

Um sicherzustellen, dass die Kundenanforderung bezüglich des Nahtversatzes eingehalten wird, muss dieser reproduzierbar mit ausreichender Genauigkeit ermittelt werden können.To ensure that customer requirements in terms of the seam offset is maintained, it must be reproducible with sufficient accuracy can be determined.

Bislang wird der Nahtversatz zwischen Außen- und Innennaht, insbesondere an den Rohr- oder Blechenden, mittels flächenhafter, röntgenographischer Aufnahmen sichtbar gemacht und durch Ausmessen der Nahtmittenabstände der Nahtversatz bestimmt.So far, the seam offset between Outside- and inner seam, especially at the pipe or sheet metal ends, by means of flat, radiographic Images made visible and by measuring the seam center distances of the Seam offset determined.

Nähert sich der Nahtversatz einem kritischen Wert, d. h. dem Toleranzwert, wird eine zusätzliche Kontrollprüfung vorgenommen. Bei dieser Prüfung wird durch Anätzen der Nahtbereich an der Stirnkante ebenfalls flächenhaft sichtbar gemacht und durch visuelles Anzeichnen der Nahtmitten der Nahtversatz mittels Lineal manuell vermessen.approaches the seam offset becomes a critical value, d. H. the tolerance value, will be an additional control test performed. In this exam is by etching the seam area at the front edge is also made visible and by visually marking the seam centers using the seam offset Measure the ruler manually.

Diese Verfahren zur Ermittlung des Nahtversatzes haben jedoch mehrere Nachteile.These procedures to determine the However, seam offset has several disadvantages.

Die Röntgenprüfung erfolgt während der Endkontrolle und damit erst zu einem relativ späten Zeitpunkt im Fertigungsprozess, so dass Korrekturmaßnahmen im Schweißprozess erst zu einem sehr viel späteren Zeitpunkt durchgeführt werden können. Aus wirtschaftlichen Gründen wäre es deshalb wünschenswert, dass das Erkennen und Korrigieren eines möglicherweise zu großen Nahtversatzes zu einem möglichst frühen Zeitpunkt nach der Schweißung erfolgt.The X-ray examination takes place during the Final inspection and thus only at a relatively late point in the manufacturing process, so corrective action in the welding process only at a much later time carried out can be. Because of economical reasons would it be therefore desirable that the detection and correction of a possibly too large seam offset to one if possible early Time after welding he follows.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der durch die Röntgenprüfung ermittelte Nahtversatz zu ungenau ist, da unterschiedliche Nahtbreiten fälschlicherweise als Nahtversatz interpretiert werden. Eine eventuell notwendige zusätzliche Prüfung durch Anätzen der Schweißnaht und manuelles Ausmessen des Nahtversatzes ist vergleichsweise zeitaufwendig und teuer. Voraussetzung für das Anätzen ist eine feingeschliffene, geplante Oberfläche des stirnseitigen Schweißnahtbereiches was ebenfalls Aufwand bedeutet.Another disadvantage is that the one determined by the x-ray examination Seam offset is too imprecise because different seam widths are incorrect be interpreted as a seam offset. A possibly necessary additional exam by etching the weld and manually measuring the seam offset is comparatively time-consuming and expensive. requirement for the etching is a polished, planned surface of the front weld area which also means effort.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit der auf einfache und kostengünstige Weise reproduzierbar der Nahtversatz in Lage und Gegenlage stumpfnahtgeschweißter Bleche oder Rohre ermittelt werden kann.The object of the invention is a Specify method and an apparatus with which in a simple and inexpensive manner the seam offset in position and counter position of butt welded sheets is reproducible or pipes can be determined.

Diese Aufgabe wird nach dem Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.This task is based on the generic term in conjunction with the characterizing features of claim 1 or 2 solved. Advantageous further developments are the subject of dependent claims.

Nach der Lehre der Erfindung wird ein Verfahren verwendet, welches durch lagemäßige Erfassung der zuvor markierten Schweißnahtübergangspunkte der Außen- und Innennaht an der Stirnseite des Bleches oder Rohres, sowie der Erfassung der von einem Ursprungsort zurückgelegten Verfahrwege den Nahtversatz ermittelt. Als Schweißnahtübergangspunkte werden dabei die Orte bezeichnet, bei denen die Schweißnahtkontur, ausgehend beispielsweise von einer Überhöhung, meist scharfkantig in den angrenzenden Körper übergeht.According to the teaching of the invention uses a method which is based on the location of the previously marked Weld transition points the foreign and inner seam on the face of the sheet or tube, as well as the Detection of the travel distances covered by a place of origin Seam offset determined. As weld seam transition points denotes the locations at which the weld contour, starting for example from an exaggeration, mostly sharp edged passes into the adjacent body.

Vor der eigentlichen Messung werden die gut sichtbaren meist scharfkantigen Nahtübergänge von der Schweißnaht zum Körper der Außen- und Innennaht zunächst stirnseitig visuell markiert, so dass insgesamt vier Messpunkte vorhanden sind.Before the actual measurement the clearly visible, mostly sharp-edged seam transitions from the weld seam to the body the foreign and inner seam first visually marked on the front, making a total of four measuring points available.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem im wesentlichen U-förmigen Haltebügel mit einem an diesem – und damit quer zur Schweißnaht – verschiebbaren Ansteuermittel, das mit einer den Verfahrweg des Ansteuermittels erfassenden Messeinrichtung versehen ist.The device according to the invention consists of an essentially U-shaped headband with one on this - and thus transverse to the weld seam - movable Control means with a the travel of the control means measuring device is provided.

Um den Haltebügel temporär am Blech oder Rohr fixieren zu können, sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung an den Enden der Schenkel des Haltebügels Magnete angeordnet. Für eine Anpassung an unterschiedliche Rohrkrümmungen sind sie schwenkbar an den Schenkeln befestigt.Temporarily fix the bracket to the sheet or tube to be able are according to another feature of the invention at the ends of the Leg of the bracket Arranged magnets. For they can be swiveled to adapt to different pipe bends attached to the thighs.

Am Längsholm des Haltebügels ist eine parallel liegende Führung befestigt, an der eine Peilvorrichtung und eine elektronische Weg- Messeinrichtung quer zur Schweißnaht verschiebbar angeordnet sind. Die Führung kann als Reitsitz, als T- Nut oder als separate Stange ausgebildet sein. Die Messeinrichtung weist dazu komplementär ausgebildete Elemente auf, um eine ungehinderte Verschiebung zu ermöglichen.On the longitudinal bar of the bracket is a parallel guide attached to which a direction finder and an electronic path Measuring device across the weld are slidably arranged. The tour can be used as a riding seat T-groove or be designed as a separate rod. The measuring device points to this complementarily trained elements to move freely enable.

Die Peilvorrichtung besteht aus einem Rahmengestell und einem hierin befestigten und vorgespannten Peildraht zur exakten Ansteuerung der Schweißnahtübergangspunkte. Zur Messung wir der Haltebügel mit Hilfe der Magnete auf der Außenseite des Rohres oder des Bleches am jeweiligen Ende so fixiert, dass die Peilvorrichtung unmittelbar vor der stirnseitigen Schweißnaht des Bleches oder Rohres verschoben werden kann und mit dem Peildraht die zuvor markierten Punkte der Schweißnahtübergänge angesteuert werden können. Ausgehend von einem gewählten Ursprungsort werden die markierten Stellen über den Peildraht angesteuert und die dabei zurückgelegten Verfahrwege gemessen und nach der Formel: (V1A + V2A)/2 – (V3A + V4A)/2 = Xder Nahtversatz X ermittelt.The direction finder consists of a frame and one attached and preloaded direction wire for exact control of the weld transition points. To measure, the bracket is fixed with the help of the magnets on the outside of the pipe or sheet at the respective end so that the direction finder can be moved directly in front of the front weld of the sheet or pipe, and the previously marked points of the weld seam transitions can be controlled with the bearing wire can. Starting from a chosen place of origin, the marked points are controlled via the bearing wire and the travel distances covered are measured and according to the formula: (V 1A + V 2A ) / 2 - (V 3A + V 4A ) / 2 = X the seam offset X is determined.

Dabei bedeuten:
V1A = Verfahrweg zum Punkt 5 – Außennaht
V2A = Verfahrweg zum Punkt 4 – Außennaht
V3A = Verfahrweg zum Punkt 7 – Innennaht
V4A = Verfahrweg zum Punkt 6 – InnennahtMean:
V 1A = travel distance to point 5 - outer seam
V 2A = travel to point 4 - outer seam
V 3A = travel to point 7 - inner seam
V 4A = travel distance to point 6 - inner seam

Der Ursprungsort kann rechts oder links neben der Schweißnaht liegen. Dementsprechend ergibt sich für den Nahtversatz X ein positiver oder negativer Wert.The place of origin can be right or to the left of the weld lie. Accordingly, there is a positive for the seam offset X. or negative value.

Die Ermittlung des Nahtversatzes X erfolgt mittels einer Auswerteeinheit, die auch den Wert anzeigt.The determination of the seam offset X is carried out by means of an evaluation unit which also shows the value.

Voraussetzung zur Anwendung dieses Verfahrens ist allerdings, dass die Schweißnähte eine annähernd symmetrische Form aufweisen, so dass angenommen werden kann, dass die gesuchte Schweißnahtmitte mittig zu den beiden Schweißnahtübergangspunkten liegt.Prerequisite for using this The procedure, however, is that the welds are approximately symmetrical Form so that it can be assumed that the searched weld center in the middle of the two weld transition points lies.

Das vorgeschlagene Verfahren hat den Vorteil, dass für die Ermittlung des Nahtversatzes nur noch vier leicht visuell ermittelbare Messpunkte notwendig sind.The proposed procedure did the advantage that for the determination of the seam offset only four easily visually ascertainable Measuring points are necessary.

Die Auswertung einer zeitaufwändigen und kostenintensiven flächenhaften Darstellung der Schweißnaht mittels Röntgen oder Anätzen ist damit nicht mehr notwendig.The evaluation of a time consuming and costly areal Representation of the weld seam by means of x-rays or etching is no longer necessary.

Dieses Messverfahren hat zudem den Vorteil, dass es unmittelbar nach Beendigung der Schweißung eingesetzt werden kann, so dass etwaige Korrekturen ohne große Verzögerung vorgenommen werden können.This measuring method also has the Advantage that it is used immediately after the weld is finished can be made so that any corrections can be made without great delay can be.

Zudem ist das vorgeschlagene Messverfahren objektiver als das bisher bekannte manuelle Ausmessen mit Lineal.In addition, the proposed measurement method more objective than the previously known manual measurement with a ruler.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.Other features, advantages and details the invention result from the following description.

Es zeigen:Show it:

1 schematische Darstellung einer Schweißverbindung mit Nahtversatz an einem Blech oder Rohr mit einer Außen- und Innennaht, 1 schematic representation of a welded joint with seam offset on a sheet or tube with an outer and inner seam,

2 schematisch dargestellte Frontansicht des erfindungsgemäßen Schweißnahtmessgerätes. 2 schematically illustrated front view of the weld seam measuring device according to the invention.

1 zeigt eine mit einem Nahtversatz (X) behaftete Schweißverbindung an einem Blech oder Rohr (1, 1') mit einer Außennaht (2) und einer Innennaht (3). Um die Zusammenhänge zu verdeutlichen, ist der Nahtversatz (X) hier übertrieben dargestellt. Die Orte der Schweißnahtübergänge (4, 5, 6, 7), ausgehend von der beispielhaft dargestellten Nahtüberhöhung zum Grundkörper (1, 1` ), kennzeichnen dabei die anzusteuernden Messpunkte für das efindungsgemäße Verfahren zur Erfassung des Nahtversatzes (X). 1 shows a welded connection with a seam offset (X) on a sheet or tube ( 1 . 1' ) with an outer seam ( 2 ) and an inner seam ( 3 ). To clarify the relationships, the seam offset (X) is exaggerated here. The locations of the weld seam transitions ( 4 . 5 . 6 . 7 ), starting from the exemplary seam elevation to the base body ( 1 . 1 ` ), identify the measuring points to be controlled for the method according to the invention for detecting the seam offset (X).

Die Vorrichtung nach 2 besteht erfindungsgemäß aus einem im wesentlichen O-förmigem Haltebügel (8, 8', 9) an dessen freien Schenkelenden (8, 8') beweglich angeordnete Magnete (10, 10') angebracht sind: Am Längsholm (9) des Haltebügels ist eine parallel liegende Führung (11) befestigt – hier in Form einer Stange – an der ein digital arbeitender, quer zur Schweißnaht verschiebbarer Messschieber (12) angebracht ist.The device after 2 consists of an essentially O-shaped bracket ( 8th . 8th' . 9 ) at the free ends of the legs ( 8th . 8th' ) movably arranged magnets ( 10 . 10 ' ) are attached: On the longitudinal spar ( 9 ) of the bracket is a parallel guide ( 11 ) attached - here in the form of a rod - to which a digital caliper, which can be moved across the weld seam ( 12 ) is attached.

Der Messschieber (12) ist mit einer sich quer zum Längsholm (9) erstreckenden Peilvorrichtung (13, 14) verbunden. Diese Peilvorrichtung (13, 14) besteht aus einem offenen Rahmengestell (13), in dem ein Peildraht (14) zur exakten Positionierung eingespannt ist.The caliper ( 12 ) is with a transversely to the longitudinal spar ( 9 ) direction finder ( 13 . 14 ) connected. This DF device ( 13 . 14 ) consists of an open frame ( 13 ) in which a bearing wire ( 14 ) is clamped for exact positioning.

Weiterhin weist die Vorrichtung eine elektronische Auswerteeinheit (15) für die Ermittlung des Nahtversatzes (X) auf. Die Auswerteeinheit (15) ist mit dem Messschieber (12) elektrisch verbunden.The device also has an electronic evaluation unit ( 15 ) for the determination of the seam offset (X). The evaluation unit ( 15 ) is with the caliper ( 12 ) electrically connected.

Bezuqszeichenliste

Figure 00070001
LIST OF REFERENCES
Figure 00070001

Claims (10)

Verfahren zur Erfassung des Nahtversatzes in Lage und Gegenlage stumpfnahtgeschweißter Bleche oder Rohre dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt die scharfkantigen Übergänge (4, 5, 6, 7) der Schweißnaht zum angrenzenden Körper (1, 1') der Außen- und Innennaht (2, 3) an der Stirnseite des Bleches oder Rohres visuell sichtbar markiert werden und in einem weiteren Schritt diese markierten Stellen ausgehend von einem gewählten Ursprungsort lagemäßig erfasst und die dabei zurückgelegten Verfahrwege in Beziehung zueinander gesetzt werden und daraus der Nahtversatz ermittelt wird.Method for detecting the seam offset in the position and the opposite position of butt-welded sheets or pipes, characterized in that in a first step the sharp-edged transitions ( 4 . 5 . 6 . 7 ) the weld seam to the adjacent body ( 1 . 1' ) the outer and inner seam ( 2 . 3 ) are visually marked on the face of the sheet or tube and in a further step these marked locations are recorded based on a selected place of origin and the travel distances covered are related to each other and the seam offset is determined from this. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an einem im wesentlichen U-förmig ausgebildeten Haltebügel ein an diesem verschiebbares Ansteuermittel angeordnet ist, das mit einer den Verfahrweg des Ansteuermittels erfassenden Messeinrichtung versehen ist.Device for performing the method according to claim 1 characterized in that on a substantially U-shaped headband a displaceable control means is arranged on the with a measuring device detecting the travel path of the control means is provided. Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebügel aus einem Längsholm (9) und zwei an den Enden daran befestigten Schenkeln (8, 8') besteht.Device according to claim 2, characterized in that the holding bracket from a longitudinal spar ( 9 ) and two legs attached to the ends ( 8th . 8th' ) consists. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende mindestens eines Schenkels (8, 8') mit einem den Haltebügel temporär auf dem Blech oder Rohr fixierenden Befestigungsmittel versehen ist.Device according to claim 2 and 3, characterized in that one end of at least one leg ( 8th . 8th' ) is provided with a fastening means which temporarily fixes the holding bracket on the sheet metal or tube. Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement als ein schwenkbar angeordneter Magnet (10, 10') ausgebildet ist.Apparatus according to claim 4, characterized in that the fastening element as a pivotably arranged magnet ( 10 . 10 ' ) is trained. Vorrichtung nach Anspruch 2 – 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Längsholm (9) mit einer parallel liegenden Führung (11) versehen ist, an der das Ansteuermittel und die Messeinrichtung verschiebbar angeordnet sind.Device according to claims 2-5, characterized in that the longitudinal spar ( 9 ) with a parallel guide ( 11 ) is provided, on which the control means and the measuring device are arranged displaceably. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung als Messschieber (12) ausgebildet ist.Apparatus according to claim 2 and 6, characterized in that the measuring device as a caliper ( 12 ) is trained. Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Messschieber (12) mit einer den Verfahrweg erfassenden und visuell ablesbaren Digitalanzeige versehen ist.Device according to claim 7, characterized in that the caliper ( 12 ) is provided with a visually readable digital display that detects the travel path. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuermittel ein mit dem Messschieber (12) verbundenes Rahmengestell (13) aufweist, in dem mittig ein eingespannter Peildraht (14) angebracht ist.Apparatus according to claim 2 and 6, characterized in that the control means with the caliper ( 12 ) connected frame ( 13 ) in which a clamped bearing wire ( 14 ) is attached. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 – 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Messschieber (12) mit einer Auswerteeinheit (15) verbunden ist.Device according to one of claims 2-9, characterized in that the caliper ( 12 ) With an evaluation unit ( 15 ) connected is.
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