DE1214344B

DE1214344B - Procedure for welding and testing screw sutures

Info

Publication number: DE1214344B
Application number: DEH54964A
Authority: DE
Original assignee: Hoesch AG
Current assignee: Hoesch AG
Priority date: 1965-01-26
Filing date: 1965-01-26
Publication date: 1966-04-14
Also published as: FR1461010A

Description

Verfahren zum Schweißen und Prüfen von Schraubennahtrohr Beim Schweißen von Schraubennahtrohr nach dem Liehtbogenverfahren kommt es für die Güte der Schweißnaht in hohem Maße darauf an, daß die Breite des Schweißspaltes, also der Abstand zwischen den beiden miteinander zu verschweißenden Bandkanten, mit enger Toleranz konstant gehalten wird und daß außerdem der Schweißkopf, aus dem die zugleich den Schweißwerkstoff liefernde Elektrode in Form eines Drahtes austritt, genau über der Mitte des Schweißspaltes gehalten wird. Demgemäß sind Steuerungen und Regler zur Konstanthaltung der Schweißspaltbreite und zur Ausrichtung des Schweißkopfes entwickelt worden, die teils mechanisch, teils optisch arbeiten.Method of welding and testing screw suture pipe when welding of screw-seam pipe after the Liehtbogen method it comes for the quality of the weld seam to a large extent that the width of the welding gap, i.e. the distance between the two strip edges to be welded together, constant with a narrow tolerance is held and that also the welding head, from which the weld material at the same time supplying electrode emerges in the form of a wire, exactly above the center of the welding gap is held. Accordingly, controls and regulators are used to keep the welding gap width constant and for aligning the welding head, which are partly mechanical, partly work optically.

Die bekannten Steuerungen und Regler arbeiten durchaus einwandfrei und zufriedenstellend, wenn es sich um die Aufrechterhaltung der vorgeschriebenen Schweißspaltbreite und um die Steuerung desjenigen Schweißkopfes handelt, der die erste Naht legt. Im allgemeinen werden beim Schweißen von Schraubennahtrohr aber mindestens zwei Schweißnähte gelegt, wobei ein zweiter Schweißkopf, von der entgegengesetzten Seite her schweißend, meist um 180° gegen den ersten Kopf versetzt angeordnet ist. Für das Legen der zweiten Schweißnaht und etwaiger weiterer Nähte ist zwar das Problem der Aufrechterhaltung eines konstanten Schweißspaltes nicht mehr gegeben. Wohl aber müssen auch diese Köpfe über der Mitte des bereits teilweise von der ersten Naht ausgefüllten Schweißspaltes gehalten werden. Dabei versagen die bekannten Schweißkopfsteuerungen. So würde ein Bandkantentaster, wie er zur Steuerung des ersten Schweißkopfes unbedenklich verwendet werden kann, bei der Steuerung des zweiten Kopfes nicht die Fehler aussteuern, die durch unvermeidliche Schwankungen im Steigungswinkel der Naht entstehen, wie sie teils auf der sogenannten Säbelform des Bandes und teils auf Schwankungen im Rohrdurchmesser zurückzuführen sind.The known controls and regulators work perfectly and satisfactory when it comes to maintaining the prescribed Welding gap width and the control of the welding head that the first seam. In general, however, when welding screw sutures at least two welds are placed, with a second welding head, from the opposite one Welding side, usually arranged offset by 180 ° from the first head. The problem is indeed for the laying of the second weld seam and any further seams the maintenance of a constant welding gap is no longer given. But Also these heads need to be over the middle of the already partial from the first seam filled welding gap are kept. The known welding head controls fail here. A strip edge finder like the one used to control the first welding head would be harmless can be used, when controlling the second head, do not control the errors, caused by inevitable fluctuations in the pitch angle of the seam, such as they partly on the so-called saber shape of the band and partly on fluctuations in the Pipe diameter are due.

Ganz ähnliche Schwierigkeiten ergeben sich aber auch bei der Güteprüfung des geschweißten Rohres mittels zerstörungsfreier Prüfmethoden, beispielsweise durch Ultraschall. Denn ein zu diesem Zweck auf die Naht angesetzter Prüfkopf liefert nur dann ein zuverlässiges Ergebnis, wenn er auf die Mitte zwischen den beider. ursprünglich vorhandenen Bandkanten ausgerichtet ist. Andernfalls täuscht er entgegen der Wirklichkeit eine fehlerhafte oder auch eine fehlerfeie Naht vor.However, very similar difficulties also arise with the quality test of the welded pipe using non-destructive testing methods, for example by Ultrasonic. Because a test head attached to the seam for this purpose delivers a reliable result only if it hits the middle between the two. originally existing tape edges is aligned. Otherwise he deceives the reality is a faulty or a faultless seam.

Die Erfindung sucht Abhilfe zu schaffen. Sie besteht darin, daß vor dem Schweißen auf dem Band eine zur einen Bandkante parallele Markierungslinie erzeugt wird, die optisch abgetastet wird und über eine Nachlaufsteuerung zur Ausrichtung mindestens eines Schweißkopfes und/oder mindestens eines Nahtprüfkopfes dient. Diese Markierungslinie wird am besten an dem bereits zum Rohr verformten Band in der Rohrwickelmaschiize erzeugt.The invention seeks to remedy this. It consists in that before A marking line parallel to one edge of the strip is generated on the strip during welding which is optically scanned and a tracking control for alignment at least one welding head and / or at least one seam testing head is used. These The marking line is best made on the tape in the pipe winding machine that has already been deformed into a pipe generated.

Das Verfahren nach der Erfindung ist in erster Linie zur Steuerung von Schweißköpfen bestimmt, die über einem bereits durch eine vorangegangene Naht geschlossenen Schweißspalt arbeiten, und ebenso zur Steuerung von Prüfköpfen zur zerstörungsfreien Untersuchung der Güte der Schweißung. Dies schließt jedoch nicht aus, das Verfahren auch zur Steuerung des allerersten Schweißkopfes zu benutzen. Dann wird die eine Bandkante, bevor sie die erste Schweißstelle erreicht, nur noch zur Erzeugung der Markierungslinie abgetastet.The method of the invention is primarily for control determined by welding heads that are already over one by a previous seam work closed welding gap, and also to control probes for non-destructive examination of the quality of the weld. However, this does not conclude decided to use the method to control the very first welding head as well. Then one edge of the band just becomes before it reaches the first welding point scanned to generate the marking line.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel. Es zeigt F i g. 1 eine Schema der Gesamtanordnung, F i g. 2 ein Schema einer geeigneten optischen Abtastvorrichtung nebst Nachlaufsteuerung und F i g. 3 ein zur Erzeugung der Markierungslinie geeignetes Gerät in seinen Einzelheiten, Das in F i g. 1 gezeichnete Schraubennahtrohr 1. befindet sich auf einer nicht dargestellten Schweißmaschine und wird auf dieser in Richtung des gezeichneten Pfeiles gleichförmig vorbewegt. Nicht gezeichnet sind die Mittel zur Formung des Rohres aus einem der Schweißmaschine zulaufenden ebenen Band 2.The drawing illustrates an embodiment. It shows F i g. 1 shows a diagram of the overall arrangement, FIG. 2 a scheme of a suitable optical Scanning device together with follow-up control and FIG. 3 on to generate the marking line suitable device in its details, the in F i g. 1 drawn screw suture tube 1. is located on a welding machine, not shown, and is on this uniformly advanced in the direction of the arrow drawn. Are not drawn the means for forming the pipe from a plane tapering to the welding machine Volume 2.

Zum Verschweißen der Bandkanten sind zwei Schweißköpfe vorgesehen. Ein erster Schweißkopf ist im Inneren des Rohres angeordnet und daher nicht sichtbar. Er arbeitet an der Stelle, wo die zu verschweißenden Bandkanten erstmalig einander gegenüberstehen, also ungefähr oberhalb der mit 3 bezeichneten Stelle. Die Schweißspaltbreite, also der Abstand der Kanten an der Stelle 3, wird durch eine nicht gezeichnete Steuerung konstant gehalten. Ein zweiter Schweißkopf 4, der außerhalb des Bandes liegt, ist gegen den ersten Kopf am Rohrumfang um 180° versetzt. Er dient zum Legen einer zweiten Schweißnaht zwischen den bereits durch die erste Naht miteinander verbundenen Bandkanten. Außer dem Schweißkopf 4 zeigt F i g. 1 einen Prüfkopf 5 zur zerstörungsfreien Untersuchung der Verschweißung nach dem Ultraschallverfahren.Two welding heads are provided for welding the strip edges. A first welding head is arranged inside the pipe and is therefore not visible. He works at the point where the strip edges to be welded meet each other for the first time are opposite, i.e. approximately above the point indicated by 3. The welding gap width, so the distance between the edges at point 3 is controlled by a control (not shown) kept constant. A second welding head 4, which is outside the band lies, is offset by 180 ° from the first head on the pipe circumference. It is used to lay one second weld seam between those already connected to one another by the first seam Tape edges. In addition to the welding head 4, FIG. 1 a test head 5 for non-destructive Examination of the weld using the ultrasonic method.

Aus den eingangs angegebenen Gründen kommt es darauf an, daß sowohl der Schweißkopf 4 als auch der Prüfkopf 5 genau auf die Schweißnaht, besser gesagt auf die Mitte zwischen den beiden ursprünglich vorhandenen Bandkanten ausgerichtet sind. Zu diesem Zweck ist der Schweißkopf 4 auf einem Schlitten 7 befestigt, der in einer Führung 8 läuft und mittels einer Spindel 9 durch einen Getriebemotor 10 verstellt werden kann. Ganz entsprechend ist für den Prüfkopf 5 ein Schlitten 11 vorgesehen, der in einer Führung 12 über eine Spindel 13 durch einen Getriebemotor 14 bewegt wird.For the reasons given above, it is important that both the welding head 4 as well as the test head 5 exactly on the weld seam, better said aligned to the middle between the two originally existing belt edges are. For this purpose, the welding head 4 is mounted on a carriage 7, the runs in a guide 8 and by means of a spindle 9 through a geared motor 10 can be adjusted. Correspondingly, there is a slide 11 for the test head 5 provided in a guide 12 via a spindle 13 by a geared motor 14 is moved.

An einer Stelle, die im Zuge des Bandes vor der ersten Schweißstelle 3, jedoch hinter einem nicht gezeichneten Bearbeitungswerkzeug liegt, das die Bandkanten besäumt, wird die rechte Bandkante 15 mechanisch abgetastet. Im Schema nach F i g. 1 ist hierzu vereinfachend eine Kopierrolle 16 gezeichnet, die durch eine Feder 17 in Anlage an der Bandkante 15 gehalten wird. Mit der Kopierrolle ist ein Farbbehälter 18 fest verbunden, der unten in ein Röhrchen 19 ausläuft, so daß die austretende Farbe auf der Außenfläche des Bandes einen Strich 20 erzeugt, der in immer gleichem Abstand d von der Bandkante 15 verläuft. Ein Rührwerk 19 a sorgt für gleichmäßigen Ausfluß der Farbe.At a point that lies in front of the first welding point 3 in the course of the strip, but behind a machining tool (not shown) that trims the strip edges, the right strip edge 15 is mechanically scanned. In the scheme according to FIG. 1 a copier roller 16 is drawn for this purpose, which is held in contact with the belt edge 15 by a spring 17. An ink container 18 is firmly connected to the copier roll and runs out into a tube 19 at the bottom, so that the emerging ink produces a line 20 on the outer surface of the tape, which always runs at the same distance d from the tape edge 15. An agitator 19 a ensures even outflow of the paint.

Der Strich 20 ist naturgemäß von endlicher Breite. Demgemäß wird nur seine eine Kante, und zwar im gezeichneten Beispiel seine rechte Kante 21 als Markierungslinie im Sinne der eingangs gegebenen Darstellung benutzt und optisch abgetastet. Ein geeigneter Abtaster 22 ist an dem den Schweißkopf 4 tragenden Schlitten 7 angeordnet und ein weiterer Abtaster 23 am Träger des Prüfkopfes 5. Diese Abtaster steuern die Motoren 10 und 14 und sorgen dafür, daß die gesteuerten Geräte, also der Schweißkopf 4 und der Prüfkopf 5, stets hinreichend genau über der Mitte zwischen den beiden ursprünglich vorhandenen Bandkanten gehalten werden.The line 20 is naturally of finite width. Accordingly only will its one edge, namely in the example shown its right edge 21 as a marking line used in the sense of the presentation given and optically scanned. A A suitable scanner 22 is arranged on the slide 7 carrying the welding head 4 and another scanner 23 on the support of the test head 5. These scanners control the motors 10 and 14 and ensure that the controlled devices, so the welding head 4 and the test head 5, always with sufficient accuracy over the middle between the two originally existing tape edges are kept.

Zum Abtasten wird gemäß F i g. 2 ein Fleck 24 auf der Markierungslinie 21 von einer Lampe 25 beleuchtet. Um den Einfluß anderer Lichtquellen auszuschalten, wird pulsierendes Licht verwendet und demgemäß zwischen der Lampe 25 und dem zu beleuchtenden Fleck 24 eine rotierende Lochblende 26 angeordnet. Die nachgeschaltete Steuerung ist so eingerichtet, daß sie nur auf das mit einer bestimmten Frequenz durch die Lochblende 26 zerhackte Licht anspricht.For scanning, according to FIG. 2 a spot 24 on the marking line 21 illuminated by a lamp 25. To switch off the influence of other light sources, pulsating light is used and accordingly between the lamp 25 and the to illuminating spot 24 a rotating pinhole 26 is arranged. The downstream Control is set up so that it only operates at a certain frequency responds through the aperture 26 chopped light.

Die Farbe des Striches 20 ist so gewählt, daß der Strich sich deutlich gegen die übrige Rohroberfläche abhebt, die im allgemeinen dunkel erscheinen wird. Der beleuchtete Fleck 24 liegt teilweise auf und teilweise neben dem Strich 20. Damit entstehen zwei durch die Markierungslinie getrennte beleuchtete Bereiche verschiedener Helligkeit, wie in F i g. 2 angedeutet ist. Die beiden Bereiche werden von zwei Photozellen 27 betrachtet, die über Verstärker 28 und Verzögerer 29 auf die bereits erwähnte Steuerung 30 arbeiten, mittels deren der eine oder andere Getriebemotor 10 oder 14 betätigt wird. Sowohl die Lampe 25 mit der Lochblende 26 als auch die Photozellen 27 machen die Verschiebung des gesteuerten Teils, also des Schweißkopfes 4 oder des Prüfkopfes 5, mit.The color of the line 20 is chosen so that the line is clear stands out against the rest of the pipe surface, which will generally appear dark. The illuminated spot 24 lies partly on and partly next to the line 20. This creates two illuminated areas of different types, separated by the marking line Brightness, as in FIG. 2 is indicated. The two areas are divided by two Photocells 27 considered, the amplifier 28 and delay 29 on the already mentioned control 30 work, by means of which one or the other gear motor 10 or 14 is operated. Both the lamp 25 with the aperture 26 and the Photocells 27 move the controlled part, i.e. the welding head 4 or the probe 5, with.

Wandert die Markierungslinie 21 nach der einen oder anderen Seite aus, so ändern sich die Größen der beiden verschieden hellen Bereiche des Lichtfleckes 24 in entgegengesetztem Sinne. Die zuvor gegeneinander abgeglichenen Photozellen werden dadurch verschieden erregt und geben Signale, welche die Steuerung veranlassen, das System so weit zu verschieben, daß die Photozellen wieder in den abgeglichenen Zustand zurückkehren. Auf diese Weise werden der Schweißkopf 4 und der Prüfkopf 5 stets über der Mitte zwischen den beiden ursprünglich vorhandenen Bandkanten gehalten.If the marking line 21 wanders to one side or the other off, the sizes of the two differently bright areas of the light spot change 24 in the opposite sense. The photocells previously adjusted against each other are thereby excited differently and give signals that cause the controller to to move the system so far that the photocells are back in the calibrated Return to state. In this way, the welding head 4 and the test head become 5 always held above the middle between the two originally existing band edges.

Mittels der Kopierrolle 16, wie sie vereinfacht in F i g. 1 gezeichnet ist, könnte der Strich 20 nicht einwandfrei gezogen werden. Eine Vorrichtung, die diese Aufgabe einwandfrei erfüllt, ist in F i g. 3 gezeichnet.By means of the copier roller 16, as it is simplified in FIG. 1 drawn is, the line 20 could not be drawn properly. A device that fulfills this task perfectly is shown in FIG. 3 drawn.

An einem Bock 31, der an einem Arm 32 der Schweißmaschine befestigt ist, ist ein Arm 33 gelagert, an dessen freiem Ende ein doppelarmiger Hebel 34 drehbar ist. Eine Feder 35, die sich an einem festen Widerlager 36 abstützt, sucht den Arm 32 rechts herum zu drehen. An den freien Enden des Hebels 34 sind Rollen 37 gelagert, die durch die Feder 35 in Anlage an der Bandkante 15 gehalten werden. Der Hebel 34 hat einen Ansatz 38, der den Träger des zum Ziehen des Striches 20 dienenden Schreibgeräts bildet. In F i g. 3 ist dieses Gerät lediglich durch einen Kreis 39 angedeutet, der das Röhrchen 19 darstellt.On a bracket 31 which is attached to an arm 32 of the welding machine is an arm 33 is mounted, at the free end of a double-armed lever 34 rotatable is. A spring 35, which is supported on a fixed abutment 36, seeks the arm 32 clockwise to rotate. Rollers 37 are mounted on the free ends of the lever 34, which are held in contact with the strip edge 15 by the spring 35. The lever 34 has a projection 38, which is used to carry the line 20 used to draw Writing instrument forms. In Fig. 3 this device is only represented by a circle 39 indicated, which represents the tube 19.

Die Erfindung ist vorstehend für den Fall der Anwendung von Lichtbogenschweißung beschrieben worden. Soweit es sich um die Schweißkopfsteuerung handelt, hat die Erfindung nur für dieses Schweißverfahren Bedeutung. Anders verhält es sich jedoch, soweit es sich um die Steuerung des Prüfkopfes zur zerstörungsfreien Untersuchung der Güte der Schweißnaht handelt. Derartige Untersuchungen werden auch bei Schraubennahtrohren angestellt, die mittels anderer Schweißverfahren hergestellt sind, beispielsweise durch Widerstandsschweißen. Insoweit hat daher die Erfindung auch für das Widerstandsschweißen Bedeutung.The invention is above in the case of the use of arc welding has been described. As far as the welding head control is concerned, the Invention only relevant for this welding process. It is different, however, as far as the control of the test head for non-destructive testing is concerned the quality of the weld. Investigations of this kind are also used for screw sutures employed that are made by other welding processes, for example by resistance welding. To this extent, therefore, the invention also applies to resistance welding Meaning.

Claims

Claims: 1. Method for producing and / or testing welded Screw seam tube made of steel strip, characterized in that before welding the strip (2) generates a marking line (21) parallel to a strip edge (15) which is optically scanned and a tracking control for alignment at least one welding head (4) and / or at least one test head (5) is used.

2. The method according to claim 1, characterized in that the marking line (21) during the formation of the strip (2) into the tube (1) after the strip edges have been peeled off is produced.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as Marking line that uses an edge (21) of a line or strip (20) whose color contrasts with the surface of the belt.

4. Procedure according to claim 3, characterized in that one edge (21) of the line or Strip (20) illuminated with marked, in particular chopped light and the illuminated point (24) is observed by photoelectric cells (27) which give a signal when the edge (21) migrates, which the follow-up control actuated. References considered: USA: Patent No. 1188,030.