DE1690599B2

DE1690599B2 - PROCESS FOR CONTROLLING THE WELDING PROCESS IN THE PRODUCTION OF LONGITUDINAL SEAM PIPES

Info

Publication number: DE1690599B2
Application number: DE1967M0073787
Authority: DE
Inventors: Willi 4100 Duisburg Oppermann
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1967-04-28
Filing date: 1967-04-28
Publication date: 1976-11-18
Also published as: DE1690599C3; DE1690599A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Schweißvorganges bei der Herstellung von Längsnahtrohren durch induktive oder konduktive Hochfrequenzschweißung aus einem kontinuierlich zum Schlitzrohr geformten Band, dessen Bandkanten V-förmig aufeinander zulaufen und sich im Schweißpunkt treffen, bei dem mittels Steuervorrichtungen, denen am Werkstück abgenommene Meßwerte zur Auswertung zugeführt werden, zur Aufrechterhaltung der vorgegebenen Schweißtemperatur einerseits, der Bandvorschub und/ oder andererseits der Schweißstrom gesteuert wird.The invention relates to a method for controlling the welding process in the production of longitudinal seam tubes by inductive or conductive high-frequency welding from a continuous to the slot tube shaped band, the band edges of which converge in a V-shape and meet at the welding point to this by means of control devices to which measured values taken from the workpiece are fed for evaluation to maintain the specified welding temperature on the one hand, the tape feed and / or on the other hand the welding current is controlled.

Ein derartiges Verfahren ist in der US-PS 27 62 892 beschrieben, wobei den Steuervorrichtungen hier die Bandkantentemperatur zwischen dem die Bandkanten erwärmenden Linieninduktor und den Schweißwalzen eingegeben wird.Such a method is described in US Pat. No. 2,762,892, the control devices here being the Strip edge temperature between the line inductor heating the strip edges and the welding rollers is entered.

Aus der US-PS 30 68 350, die sich mit der Widerstandsschweißung, und zwar Punktschweißung beschäftigt, ist zu entnehmen, daß die Bedingungen füreine zuverlässige durchgehende Schweißung nicht von der Temperatur, sondern von dem elektrischen Widerstand von einer Elektrode zur anderen bestimmt wird.From US-PS 30 68 350, which deals with resistance welding, namely spot welding employed, it can be seen that the conditions for a reliable continuous weld are not of the temperature, but rather the electrical resistance from one electrode to the other will.

Ebenfalls die Punktschweißung betrifft die CH-PS 4 48 308, wobei bei dieser zur Steuerung des Schweißstromes die Überwachung der räumlichen Stellung der Elektroden zueinander benutzt wird.CH-PS 4 48 308 also relates to spot welding, in which case it is used to control the welding current the monitoring of the spatial position of the electrodes to one another is used.

Andere bekannte Verfahren (DT-PS 10 48 253; 11 21 010; Π 42 820; 11 75 636) gehen davon aus, die räumliche Lage der zu verschweißenden Bandkanten zueinander konstant zu halten, da insbesondere beim Längsnahtschweißen von Stahlrahmen der V-förmige Einlaufwinkel der sich im Schweißpunkt treffenden Bandkanten einen wesentlichen Einfluß auf die Erhitzung der Bandkanten hatOther known methods (DT-PS 10 48 253; 11 21 010; Π 42 820; 11 75 636) assume the to keep the spatial position of the band edges to be welded constant to one another, especially when Longitudinal seam welding of steel frames of the V-shaped inlet angle that meets at the welding point Strip edges has a significant influence on the heating of the strip edges

Die Einhaltung absolut konstanter Schweißbedingungen ist mit allen diesen Verfahren nicht möglich, so daß jeweils bestimmte Nachteile hingenommen werden müssen.Compliance with absolutely constant welding conditions is not possible with any of these processes, so that each certain disadvantages have to be accepted.

So ist es beispielsweise in der Praxis nicht möglich, exakt die Bandkantentemperatur, wie sie gemäß der US-PS 27 62 892 zur Steuerung heranzuziehen ist, zu bestimmen. Optische Temperaturmeßeinrichtungen werden von Umwelteinflüssen wie Staub und Rauch verfälscht und im Bereich unter 800° C werden darüber hinaus große Verstärkungen des Fotostromes benennt. wobei die Nullpunkthaltung der Verstärker über einen längeren Zeitraum zu Schwierigkeiten führt. Bt.nihrungsthermometer verfälschen den Stromverlauf entlang der Bandkanten und bewirken unter Umständen einen Kurzschluß zwischen den Bandkanten, so daß auch sie nicht anwendbar sind.For example, in practice it is not possible to exactly measure the strip edge temperature as specified in the US-PS 27 62 892 is used to control, too determine. Optical temperature measuring devices are affected by environmental factors such as dust and smoke falsified and in the range below 800 ° C, large amplifications of the photocurrent are also named. where the zero point of the amplifier is controlled by a longer period leads to difficulties. Bt nutritional thermometer falsify the course of the current along the strip edges and, under certain circumstances, cause it a short circuit between the tape edges, so that they too are not applicable.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Schweißbedingungen, insbesondere die Temperatur der Bandkanten im Schweißpunkt über lange Zeiten und von äußeren Einflüssen befreit, konstant zu halten.The object of the invention is to improve the welding conditions, in particular the temperature of the strip edges in the welding point over long periods and from outside Freed from influences, to be kept constant.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Banddicke und der Einlaufwinkel der sich im Schweißpunkt treffenden Bandkanten ständig gemessen werden und aus diesen Meßwerten in der Steuervorrichtung ein Istwert gebildet wird, der mit dem vorgegebenen von der gewünschten Schweißtemperatur abhängigen Sollwert verglichen wird, und bei dem vom Steuergerät bei einer Vergrößerung des Einlaufwinkels und/oder der Banddicke eine Verringerung des Bandvorschubes und/oder eine Vergrößerung des Schweißstromes und umgekehrt bewirkt wird.This object is achieved according to the invention in that the strip thickness and the inlet angle of the Welding point hitting strip edges are continuously measured and from these measured values in the control device an actual value is formed which is dependent on the predetermined welding temperature and is dependent on the desired welding temperature Setpoint is compared, and in the case of the control unit when the inlet angle is increased and / or the tape thickness, a reduction in the tape feed and / or an increase in the Welding current and vice versa is effected.

Es wird dadurch erreicht, daß durch die Verwertung der die Erwärmung der Bandkanten hauptsächlich beeinflussenden geometrischen Größen zur Steuerung der Schweißgeschwindigkeit und/oder der Stromstärke, die Temperatur der Schweißkanten unmittelbar vor dem Schweißpunkt konstant gehalten werden kann. Da die Stromstärke sowie die Schweißgeschwindigkeit, d. h. die Vorschubgeschwindigkeit des zu schweißenden Rohres bei den heute in Betrieb befindlichen Anlagen sowieso regelbar ist, sind neben der Einrichtung der Meßstellen und eines entsprechenden Rechners keine besonderen Veränderungen an vorhandenen Rohrschweißanlagen erforderlich.It is achieved in that by the utilization of the heating of the strip edges mainly influencing geometric variables for controlling the welding speed and / or the current intensity, the temperature of the welding edges can be kept constant immediately before the welding point. There the current strength and the welding speed, d. H. the feed rate of the to be welded Rohres can be regulated anyway in the systems in operation today, in addition to the facility of the Measuring points and a corresponding computer no special changes to existing pipe welding systems necessary.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich eine Einrichtung mit ein Stahlband allmählich zum Schlitzrohr formenden Formgerüsten, eine Einrichtung zum Erwärmen der Bandkanten mit induktiv oder konduktiv übertragenem Hochfrequenzstrom und den Schweißpunkt fixierenden Schweißwalzen, wobei vor den Formgerüsten eine Vorrichtung zur Messung der Banddicke und zwischen der Einrichtung zum Erwärmen der Bandkanten und den Schweißwalzen die Bandkanten abtastende mechanischen FühlerA device with a steel belt is suitable for carrying out the method according to the invention gradually to the slotted tube forming mold frames, a device for heating the strip edges with inductively or conductively transmitted high-frequency current and welding rollers fixing the welding point, a device for measuring the strip thickness in front of the mold stands and between the device Mechanical sensors that scan the strip edges to heat the strip edges and the welding rollers

zum Messen des Einlaufwinkels angeordnet sind.are arranged for measuring the inlet angle.

Die Banddicke läßt sich vor den Formgerüsten gut messen, weil dort meist genügend Platz zur Verfügung steht Die Messung des Einlaufwh.kels durch Messung der Spaltbreite nah am Schweißpunkt stellt sicher, daß ein Aufklaffen des Spaltes in dem ungeführten Bereich zwischen dem letzten Formgerüst und den Schweißwalzen erfaßt wird. So können auch die Einla:fwinkelveränderungen auf Grund von im Bereich des Endes eines Bandes gelegentlich auftretenden Veränderungen in der Festigkeit bzw. Elastizität desselben berücksichtigt werden.The strip thickness can be measured well in front of the molding frames because there is usually enough space available there The measurement of the inlet wh. by measuring the gap width close to the welding point ensures that a gaping gap in the unguided area between the last forming stand and the welding rolls is detected. The inlet angle changes due to in the area of the end of a Occasional changes in the band Strength or elasticity of the same are taken into account.

Besonders vorteilhaft läßt sich die Erfindung beim Längsnahtschweißen unter Verflüssigung der Schweiß kanten anwenden, weil es hier darauf ankommt, daß im Schweißpunkt bzw. kurz davor eine Temperatur, die mindestens der Schmelztemperatur entspricht, vorliegt (DAS 12 37 241). The invention can be used particularly advantageously in longitudinal seam welding with liquefaction of the weld edges, because it is important here that a temperature at least equal to the melting point is present at the welding point or just before it (DAS 12 37 241).

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht in einer Vorrichtung, bei der bei konduktiver Erwärmung der Absiand der auf den Bandkanten gleitenden Kontakte als Ergebnis der Messung des Einlaufwinkels verwertet wird. Auf zusätzliche, die Kanten abtastende mechanische Fühler kann dann verzichtet werden.Another advantage of the method consists in a device in which the conductive heating of the Absiand of the contacts sliding on the strip edges used as a result of the measurement of the inlet angle will. Additional mechanical sensors that scan the edges can then be dispensed with.

Die Abbildung zeigt ein Beispiel nach der Erfindung.The figure shows an example according to the invention.

Ein Stahlband 1 durchläuft mehrere Formgerüste 2, 2a, die es allmählich zum Rohr formen, wobei die zu verschweißenden Bandkanten zwischen einem Schweißwalzenpaar 3 unter einem Eintaufwinkel & zusammenlaufen. Zwischen dem letzten Formgerüst 2a und den Schweißwa'zen 3 ist eine Induktorspule 4 angeordnet. Ein·; Vorrichtung 5 zur Messung der Banddicke und eine Vorrichtung 6 zur Messung des Einlaufwinkels sind vorgesehen.A steel strip 1 runs through a plurality of forming frames 2, 2a, which gradually shape it into a tube , the strip edges to be welded converging between a pair of welding rollers 3 at an entry angle &. An inductor coil 4 is arranged between the last forming frame 2a and the welding rollers 3. A·; Device 5 for measuring the strip thickness and a device 6 for measuring the inlet angle are provided.

Der Einlaufwinkel α wird hier mittelbar über die Spaltbreite in einem bestimmten Abstand vom Schweißpunkt gemessen.The inlet angle α is here indirectly via the Gap width measured at a certain distance from the welding point.

Die Meßvorrichtungen 5 und 6 stehen mit einem Rechner 7 in Verbindung, der die Impulse der Meßvorrichtungen 5 und 6 verwertet und gegebenenfalls einen Schaltvorgang in einer Schalteinrichtung 8 auslöst. Es versteht sich dabei von selbst, daß der Rechner 7 einen von der Banddickenvorrichtung 5 eingehenden Impuls erst dann in einen Schaltimpuls umsetzt, wenn die entsprechende Stelle des Bandes 1 den Bereich des Schweißpunktes erreicht hat.The measuring devices 5 and 6 are connected to a computer 7, the pulses of the Measuring devices 5 and 6 are used and, if necessary, a switching process in a switching device 8 triggers. It goes without saying that the computer 7 is one of the strip thickness device 5 The incoming impulse is only converted into a switching impulse when the corresponding position of the band 1 has reached the area of the welding point.

Die Vorrichtung 5 zum Messen der Banddicke ist außerdem mit einer Signiervorrichtung 9 gekoppelt, die das Band bei Abweichungen von Sollwerten kennzeichnet. The device 5 for measuring the strip thickness is also coupled to a marking device 9 which marks the band in the event of deviations from the target values.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method for controlling the welding process in the production of longitudinal seam pipes inductive or conductive high-frequency welding from one continuous to the slotted stirrer shaped band, the band edges of which converge in a V-shape and are located at the welding point meet, in which by means of control devices, which measured values taken on the workpiece for Aus' ° Rating are supplied to maintain the specified welding temperature on the one hand, the strip feed and / or, on the other hand, the welding current is controlled, characterized in that that the strip thickness and the inlet angle of the strip edges meeting at the welding point are constantly measured and off An actual value is formed from these measured values in the control device, which is matched with the specified of the desired welding temperature dependent setpoint is compared, and with the from Control unit when the infeed angle and / or the strip thickness increases, a reduction in the Strip feed and / or an increase in the welding current and vice versa is effected. * 5

2. Apparatus for performing the method according to claim 1, with a steel belt gradually to Protective tube forming mold frames, a device for heating the strip edges with inductive or conductively transmitted high-frequency current and welding rollers fixing the welding point, characterized in that a device (5) for measuring the Strip thickness and between the device (4) for heating the strip edges and the welding rollers (3) Mechanical sensors scanning the strip edges are arranged to measure the inlet angle.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that with conductive heating the distance between the contacts sliding on the strip edges as a result of the measurement of the inlet angle is recovered.