DE2149538B2 - Verfahren zum kontinuierlichen elektrischen pressnahtschweissen von rohren - Google Patents
Verfahren zum kontinuierlichen elektrischen pressnahtschweissen von rohrenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen elektrischen Preßnahtschweißen von
Rohren unter fortlaufender Überwachung der Schweißparameter, Schweißenergiezufuhr, Vorscl.ubgeschwindigkeit
und Preßdruck.
Beim elekrischen Preßnahtschweißen von Rohren
wird ein rohrförmig zusammengebogenes Materialband durch eine Induktionsspule hindurchgeführt, mittels der
die erforderliche Schweißwärme zur Erzielung eines teigigen Zustandes an der Kontaktstelle der Bandkanten
erzeugt wird, und im Anschluß daran durch Preßrollen zusammengedrückt, so daß die plastifizierten
Ränder miteinander verschweißen. Um das Auftreten von Herstellungsfehlern zu verhindern und um eine
gewisse Qualität der fertigen Rohre einzuhalten, ist es bekannt, Schweißstrom und Schweißgeschwindigkeit
während des Schweißvorganges konstant zu regeln, den Preßdruck zu überwachen und eine optische Prüfung
der Schweißnaht vorzunehmen (»Bänder, Bleche, so Rohre«. Düsseldorf. 9 [1968] Nr. 11, S. 654-664).
Ferner ist es bekannt. Vorrichtungen zum Schweißen
von Rohren mit Vorrichtungen zum Ermitteln und Ausscheiden von Ausschuß zu verbinden, die das fertige
Rohr auf Schaden untersuchen und die Schweißstrom- \crsorgung überwachen, um fehlerhafte Stücke selbsttätig
abzutrennen (US-PS 23 09 343).
Das Regeln und Einstellen aller wesentlichen Schweißparameter bei der Rohrherstellung verhindert
nicht, daß ein Schweißparamter eine seiner noch »o
zulässigen Toleranzgrenzen überschreitet und hierbei,
wenn auch nur kurzzeitig, die Herstellung eines fehlerhaften Rohrabschnitt verursacht. Umgekehrt ist
es durch Nachschalten einer Prüfeinrichtung und durch Überwachung der Stromversorgung nicht möglich, f<5
Rohrabschnitt auszusondern, die Qualitätsmängel aufweisen, die auf ein Überschreiten der Toleranz eines
der wesentlichen Herstellungsparameter zurückzuführen sind, die aber nicht oder nur sehr schwer
zerstörungsfrei nachweisbar sind.
Es war somit bisher nicht möglich, die kontinuierliche
Überprüfung geschweißter Rohre sowie die Ausschei dung fehlerhafter Rohre derart vorzunehmen, daß die
nicht ausgesonderten Rohre praktisch ohne Qualitätsmängel sind.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das eingangs genannte Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß
die Qualität eines geschweißten Rohres sichergestellt ist, auch wenn Fehler nicht sichtbar und nicht
zerstörungsfrei nachweisbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Schweißen das Überschreiten festgelegter
Toleranzen bezüglich eines der zu überwachenden Schweißparamier eine Markierung am zugehörigen
Rohrabschnitt zu dessen Aussonderung veranlaßt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere anwendbar
zurr· Schweißen von Rohren, insbesondere als
Leitung für Strömungsmittel unter Druck, da dort die Qualität der Schweißnaht besonders wichtig ist. da
Fehler in der Schweißnaht zum Austreten und zum Verlust von Strömungsmittel führen können. Beim
Schweißen beispielsweise eines Kühlers für Kraftfahr zeuge, wo die Gesamtlänge der verwendeten Rohre
etwa 37 m beträgt, kann ein einziger Fehler in einem Teil der Naht eines Rohres zum Versagen des Kühlen
führen. Hierbei ist insbesondere noch darauf hinzuweisen,
daß derartige durch Preßschweißung hergestellte Rohre sehr kleine Durchmesset, nämlich in dei
Größenordnung von 6,35 bis 12,7 mm aufweisen, und daß die Wandstärke eines solchen Rohres extrem kleir
ist, d h. in der Größenordnung von 0,3 mm liegt.
Es wird aber erfindungsgemäß erreicht, daß nicht nui
die empirisch bestimmten Schweißparameter kontinuierlich überwacht werden, um fortlaufend eine Schweiß
naht vorbestirrmter hoher Qualität zu erzeugen sondern danr, wenn ein Parameter \bweichungen übet
vorbestimmte Grenzen hinaus zeigt, eine Markierung am Rohr aufgebracht wird, um die entsprechender
Rohi abschnitte zum Zwecke des Aussonderns zi kennzeichnen. Auf diese Weise beträgt der Prozentsau
fehlerfrei geschweißter Rohre im wesentlichen 100% da jeder Teil der Rohre, der während einer Parameter
abweichung geschweißt worden ist. gekennzeichnet unc ausg;sondert wurde.
Die überwachten wesentlichen Schweißparamtei umfassen den Druck, mit welchem die Kanten de;
Wertstücks nach dem Erwärmen auf Schweißtempera
tür zjsammengedrückt werden, die Vorschubgeschwin
digkeit des Werkstücks und wenigstens eine der die elektrische Leistung des Schweißgerätes bestimmender
Grollen.
In der nachfolgenden Beschreibung werden erfin dungsgemäße Vorteile und Weiterbildungen anhanc
von Ausführungsbeispielen im einzelnen näher erläu tert. Es zeigt
Fig. I ein Rohr beim Durchlaufen einer Schweißsta tion,
Fig. 2 eine Querschnittansicht längs Linie 2-2 ii
Fig. 1,
Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Darstellung de Überwachungsfunktionen, und
Fig. 4 das Schema eines Kühlsystems, das zu π Tem Dcricren eines Impeders verwendet wird.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Ver fahr« ns wird ein Metallband von einer Rolle abgezogei
und mittels Rollen D kontinuierlich in ein irohrförmigc
Gebilde Tder gewünschten Querschnittsforrr. verformt.
Die das Rohr formenden Rollen D bringen die einander gegenüberliegenden Kanten des Bandes im wesentlichen in die gleiche horizontale Ebene, so daß sie durch
Preßrollen S (Fig.2) zum Anstoßen aneinander
zusammengedrückt werden können, nachdem sie in einer Schweiß?tation W, welche zwischen den Rollen D
und den Preßrollen 5 gelegen ist, auf Schweißtempera tur erwärmt worden sind. Wenn, wie in F i g. 2 gezeigt,
drei Preßrollen verwendet werden, sind sie mit Winkelabständen von 120° zueinander angeordnet, um
beim Andrücken der erwärmten Kanten einen im wesentlichen gleichmäßigen Druck auf das Rohr
auszuüben.
In der Schweißstation W ist eine Induktionsspule C
vorgesehen, durch welche das rohrförmige Gebilde T auf seinem Weg zu den Preßrollen läuft Die Spule ist an
eine Hochfrequen/stromquelle angeschlossen und überträgt die Energie auf das rohrförmige Gebilde und
erzeugt hierdurch den Schweißbogen.
Die Schweißeinrichtung erzeugt hochfrequente Energie z. B. in der Größenordnung von 450 kHz, die
ausreicht, um einen Schweißbogen zwischen gegenüberliegenden Kanten des rohrförmigen Gebildes zu
erzeugen, während es durch die Spule bewegt wird. :s
Hierzu weist die Schweißeinrichtung Oszillatorrohren
auf. Die Schweißeinrichtung weist weiter als ein den magnetischen Fluß konzentrierendes Element einen
lmpeder auf. Dieses Element ist in dem Rohr und in dem Hochfrequenzfeld der Spule angeordnet und zentriert
und ist ein kleines ferromangetisches Teil zum Konzentrieren des hochfrequenten Schweißstroms auf
die Kanten des durchlaufenden Rohres durch Begrenzen des Stromflusses auf dem Umfang des Rohres,
wobei es einer induktiven Erwärmung durch die Schweißspule aufgrund der Wirkung der Hysterese
unterliegt und daher gewöhnlich durch ein Kühlmittel, wie Wasser, gekühlt wird. Die Reluktanz des Impeders
ist direkt abhängig von seiner Temperatur, so daß eine Änderung in seiner Betriebstemperatur die Kopplung
der Schweißspule beeinflußt. Deshalb wird die Temperatur des Impeders als ein kritischer Faktor für die
Schweißnaht, wie im einzelnen später erläutert, genau gesteuert
Auch die Breite und die Kanten eines zur Herstellung eines Preßschweißrohres verwendeten Bandes sind
kritische Faktoren beim Erzielen einer fehlerfreien, gleichmäßigen Schweißnaht. Daher wird das Band
vorzugsweise durch eine Kantentrimmvorrichtung geführt. Nachdem Breite und Kanten des Metallbandes
erreicht sind, können allerdings noch Verbiegungen bleiben, die die Qualität der in der Anlage ausgebildeten
Schweißnaht ungünstig beeinflussen können. Daher wird erfindungsgemäß zum Erzielen der gewünschten
Schweißqualität der Teil des Rohres, der während der ss
Zeit, in der eine oder mehrere gemessene Schweißparameter über vorbestimmte Grenzen hinaus abweichen,
markiert und ausgeworfen. Dabei stellen die Parameter ideale Bedingungen dar. d. h. Bedingungen, welche
nachweilich zu der Herstellung einer fehlerfreien <„.·
gleichmäßigen Schweißnaht geführt haben.
Ein Messen von Spannung und Strom an Gleichrichterröhren
in der Schweißeinrichtur.g und von Strom in den Gitlerkreiseii der zugehörigen Oszillatorröhren
ergibt eine genaue und direkte Angabe der Änderungen λ der elektrischen Energie, die durch die Spule den
Kanten des sich bewegenden rohrförmigen Gebildes durch die Kopplung zugeführt wird. Wie in F i g. 3 ir
Form eines Blockschaltbildes dargestellt, weist die Schweißeinrichtung Strom- und Spannungsmesser 1, 2
und 3 zum Ablesen der obigen drei Parameter und zum Erzeugen von Ablesesignalen für Instrumente mit
Skalenspreizung auf, die in Fig.3 allgemein mit der Bezugsziffer 4 bezeichnet sind
Die hochfrequente Energiequelle der Schweißvor richtung umfaßt, wie üblich, einen Anodenspannungsmesser
mit einem Meßbereich zwischen 0 und 15 000 V
auf einer Skalenbreite von etwa 10 cm, so daß mit einer solchen Meßeinrichtung eine Änderung von 400 V
unmöglich genau erfaßt werden kann und schnelle Abweichungen über 1000 V infolge der Trägheit des
Meßgeräts ebenfalls unentdeckt bleiben können. Zum Ablesen der Anoden- und Gitterströme werden ähnlich
aufgebaute Meßgeräte verwendet, deren Meßbereiche wieder recht groß sind. Änderungen der Energieaufnahme
der Schweißspule sind beispielsweise infolge schlecht übereinstimmender Kanten des dünnwandigen
Rohres sehr klein und erfolgen sehr rasch, wenn die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks in der Größenordnung
von 60 m/min liegt, so daß Instrumente mit Skalenspreizungen zum Erfassen je eines bestimmten
Teilbereiches der mit den Strom- und Spannungsmessern 1, 2 und 3 gemessenen Spannungs- und
Stromparameter vorgesehen sind, um diese Teilbereiche auf geringe Änderungen zu überwachen. Diese
Spreizung kann auf wirtschaftliche Weise mit Festkörperverstärkern
als Funktionsverstärkern durchgeführt werden, die einen Spannungsausgang in einem vorbestimmten
Bereich niederer Spannung ergeben. In F i g. 3 sind die Spreizschaltungen für das Überwachen von
Anodenspannung und -strom sowie Gitterstrom mit 5,6
und 7 bezeichnet. Die gespreizte Anzeige der Anodenenergie ist durch die Bezugsziffer 8 angezeigt.
Ähnliche Spannungs- und Strommesser bieten eine sichtbare Anzeige der gespreizten Anodenspannung
und der Anoden- und Gitterströme, und sind für das Betriebspersonal einfach ablesbar angeordnet.
Die Pegel der Spreizschaltungen 5, 6 und 7 werden durch Detektoreinrichtungen 9, 10 und 11 überwacht.
Die Detektoreinrichtungen können Meßrelais oder transistorisierte Detektorschaltungen für die Spannungspegel
enthalten. Jedes Meßrelais oder jede Detektorschaltung ist mit einer Vorspannungssteuerung
zur Vorauswahl eines hohen und eines niedrigen Spannungspegels versehen, bei welchem sie arbeitet, um
die Schaltung eines korrespondierenden Relais oder einer zusammengesetzten Relaiskopplung 14, welche im
folgenden erläutert wird, zu vervollständigen. Wie in F i g. 3 gezeigt, können die Detektoreinrichtungen 9, 10
und 11 ein Teil einer integrierten Schaltung 12 sein,
welche eine Anzahl von Detektorkanälen aufweist, die zum Erfassen von Spannungspegeln anderer Schweißparameter,
wi3 im folgenden erläutert, verwendet werden.
Der Ausgang der Relaiskopplung 14 ist seinerseits, wie in F 1 g. 3 gezeigt, mit einem Schieberegister 16 mit
variablen Stufen und einem Mechanismus 18 zum Markieren der geschweißten Rohre beim Auftreten
eines Signals von der Relaiskopplung versehen. Der Mechanismus zum Markieren kann eine beliebige
Einrichtung sein, z. B. eine Relaisspule, die ohne Verzögerung einen Markierstift zu dem Rohr hin
bewegen kann, wenn ein Schweißparameter die vorbestimmten Grenzen überschreitet.
Das Schieberegister 16 ist eine Schaltung, in der mehrere Schaltstufen so arbeiten, daß sie einen
Rohrabschnitt durch die Anlage vom Beginn eines Fehlers an bis zu einer Abschneidevorrichtung verfolgen.
Die Anzahl von erforderlichen und gewählten Stufen hierfür hängt von der tatsächlichen Länge der
durch die Abschneidevorrichtung geschnittenen Rohr- s abschnitte ab. Wenn sich ein Rohrabschnitt durch die
Anlage bewegt, leitet das Schieberegister die Information bis zu letzten Stufe voran, bis der Abschnitt die
Schereinrichtung erreicht. Wenn ein Abschnitt eines Rohres, welches während der Abweichung eines t0
Schweißparameters über vorbestimmte Grenzen hinaus geschweißt worden ist, den Schermechanismus erreicht,
steuert das Schieberegister eine Aussondereinrichtung 20 an, durch deren Bewegung die fehlerhafte Rohrlänge
oder fehlerhaften Rohrlängen zu einem Auswerfförderer oder -behälter abgegeben wird. Die Abschneidevorrichtung
bewirkt im übrigen ständig das Abschneiden des geschweißten Rohres in Längen einer vorbestimmten
Abmessung.
Wie in Fig. 3 dargestellt, ist ein Grenzschalter 19 J0
elektrisch mit dem Schieberegister 16 verbunden. Der Grenzschalter ist räumlich so angeordnet, daß er von
der Abschneidevorrichtung betätigt werden kann. Bei jeder Betätigung dieser Vorrichtung gibt der Begrenzungsschalter
ein Signal an das Schieberegister ab. Dieses Signal verschiebt die die vorbestimmten
Rohrlängen darstellenden Signale durch das Schieberc
gister 16 und löscht ein Ausschußsignal im Schieberegister, wenn die fehlerhafte Rohrlänge ausgeworfen ist.
Werden Abweichungen der Schweißenergie als Grundlage für das Auswerfen des geschweißten Rohres
verwendet, dann wird der Pegel der Schweißenergie, d. h. Anodenspannung, Anodenstrom und Gitterstrom,
zunächst auf der Grundlage der Legierung, Stärke und Härte des zu schweißenden Rohres ausgewählt und
dann empirisch bestimmt, um eine fehlerfreie Schweißnaht herzustellen. Dies macht es erforderlich, daß eine
gewisse Menge von Rohren zunächst geschweißt und dann geprüft werden, um die Parameter für die
Herstellung einer Schweißung der gewünschten Quahtat
festzuhalten.
Stehen nach erfolgter Ablesung der Meßgeräte die Sollwerte fest, dann ist zu erwarten, daß jede größere
Abweichung von diesen Werten ein Schweißerzeugnis fehlerhafter Qualität ergibt. Nachdem die Meßbereiche 4<;
auf den Meßgeräten mit gespreizter Ablesung 5,6 und 7 auf die Sollwerte eingestellt worden sind, werden
Toleranzabweichungen gewählt bei denen die Detek toreinrichtungen 9, 10 und U tätig werden und die
Relaiskoppelung 14 ansteuern. Wenn z. B. bestimmt
worden ist, daß jede Abweichung über 500 V an den Anoden der Gleichrichterröhren im Energiekreis der
Schweißeinrichtung fehlerhaft geschweißte Rohre ergeben würde, wird der Detektorkreis 9 so eingestellt daß
er beim Auftreten eines solchen Spannungsverlaufs anspricht Die Detektoreinrichtung 9 steuert dann in der
Relaiskoppelung eine Relaiseinrichtung an, die ihrerseits ein Signal an das Schieberegister 16 abgibt das, wie
oben erläutert den Rohrabschnitt der während der Spannungsabweichung geschweißt worden ist von der
Schweißstation bis zur Stelle der Abschneidevorrichtung verfolgt; dort wird die entsprechende Rohrlänge
nach ordnungsgemäßem Abschneiden von der Einrichtung 20 ausgesondert
Ein weiterer, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren 6s
verwendeter Parameter ist der Druck, mit dem die Kanten des rohrförmigen Gebildes nach Erwärmung
?usammengedruckl werden. Dieser Preßdnick wird vorzugsweise mittels dreier Kraftmeßdosen 21, 22 und
23 gemessen, die den drei Preßrollen 5 entsprechend zugeordnet sind. Im einzelnen ist jede Kraftmeßdose
zwischen jeweils dem die Preßrolle drehbar haltenden Aufbau und einer festen Bezugsfläche angeordnet. Bei
der geringsten Druckänderung erzeugen die Kraftmeßdosen eine Ausgangsspannung, die entsprechenden
Meßkreisen in einer Sammelschaltung 24 zugeführt wird. Die Sammelschaltung 24 hat somit drei Meßkreise
25, 26 und 27, die jeweils die Ausgänge der Kraftmeßdosen 21, 22 und 23 überwachen. Als
Kraftmeßdosen sind Brückenschaltungen geeignet, die eine Ausgangsspannung im mV-Bereich liefern, wenn
eine geringe Druckänderung auftritt. Diese Ausgangsspannung wird durch die Meßkreise der Sammelschal·
tung 24 verstärkt.
Die Kraftmeßdosen sprechen nicht nur auf nicht gut zueinander ausgerichtete Kanten des Werkstücks,
sondern auch auf beispielsweise durch Oxidausbildiing
hervorgerufene Fehler der Quetschrollen oder auf ein fehlerhaftes Lager an, so daß alle den Preßdruck
ungünstig beeinflussenden Bedingungen überwacht werden.
Die Ausgangsanschlüsse der Meßeinrichtungen und
Meßgeräte 25, 26 und 27 sind mit drei Spannungsdeiek
toren 29, 30 und 31 verbunden, die einen Teil der integrierten Schaltung 12 bilden und mehrere Detektor
kanäle ergeben, wie sie oben erläutert sind. Diese Schaltungen arbeiten so. daß auch sie eine entsprechen
de Relaisschaltung in der Relaiskoppelung 14 ansteuern,
wenn sie ein Spannungssignal von der Sammelschaltung
24 erhalten.
Auch die Sollwerte für den Preßdruck werden empirisch bestimmt und die Toleranzgrößen gewählt.
Wenn sich z. B herausgestellt hat, daß ein Druck von
etwa 20.4 kg auf jede der Kraftmeßdosen 21, 22 und 23 eine ideale Schweißnaht ergibt, und daß 2.3 kg
Abweichung über und unter 20.4 kg die Güte der Schweißnaht nicht merklich verschlechtern, werden die
obere und die untere Grenze der Meßkreise der Sammelschaltung 24 auf 18,1 kg bzw. 22,7 kg eingestellt
Jede Abweichung des Druckes an einer der drei Kraftmeßdosen über diese Toleranzgrenzen hinaus
bewirkt das Schließen der entsprechenden Relaisschaltung in der Relaiskoppelung 14, wodurch das im
Ansprechen hierauf erzeugte Signal, wie bereits erläutert, das Schieberegister 16 ansteuert.
Zusätzlich zu Schweißenergie und Preßdruck ver
wendet das erfindungsgemäße Verfahren die Messung der Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks und die
Messung der in dem geschweißten Erzeugnis induzierter Wirbelströme als Parameter.
Da jede Änderung der Vorschubgeschwindigkeit die
Energiezufuhr je Abschnitt der Schweißnaht ändert ist es wesentlich, Geschwindigkeitsunterschiede beim
Rohrvorschub zu erfassen, um eine gleichmäßig hohe Schweißqualität zu erreichen.
Eine besonders geeignete Geschwindigkeitsmeßeinrichtung, die in Fig. 3 durch die Blöcke 33 und 34
angedeutet ist weist eine das Rohr berührende, mitlaufende, gelochte Scheibe mit niedrigem Trägheitsmoment auf, deren Lochungen einen auf eine Fotozelle
gerichteten Lichtstrahl modulieren. Die Vorschubgeschwindigkeit entspricht somit der Lichtimpulsfolge, die
vom Detektor aufgenommen und in elektrische Signale umgewandelt wird. In F i g. 3 stellt der Block 33 einen
Lichtdetektor und der Block 34 eine Schaltung dar. die die vom Lichtdetektor erzeugten elektrischen Impulse
zählt und integriert, sowie eine Ausgangsspannung als Maß der Geschwindigkeit des Erzeugnisses liefert. Die
Schaltung zum Messen der Geschwindigkeit umfaßt ferner einstellbare Detektorkreise für den Spannungspegel, deren Ausgang mit dem Schieberegister 16 und
einer Einrichtung 36 zum automatischen Anhalten der Anlage und des Schweißvorganges verbunden ist, wenn
die Geschwindigkeit des Rohres über vorher in den einstellbaren Detektorschaltungen für die Spannung
festgesetzte Grenzen abweicht.
Die Einrichtung 36 zum Anhalten der Anlage besteht vorzugsweise aus einem Relais, welches in Reihe mit der
Hauptversorgung zur Schweißeinrichtung und zum Vorschubantrieb der Anlage geschaltet ist, und aus einer
Verzögerungseinrichtung zum Beschleunigen des Vorschubs auf den normalen Wert; Spule und Impeder
werden somit geschützt, wenn das rohrförmige Gebilde abreißt, denn Spule und Impeder wären ernsten
Beschädigungen durch die Hochfrequenzenergie ausgesetzt, wenn sich kein Metall mehr durch die Spule
bewegen würde.
Wie in Fig. 3 gezeigt, kann die Einrichtung 36 zum Anhalten der Anlage durch einen zwischen ihr und den
Detektorkreisen für die Lichtspannung der gelochten Scheibe 34 geschalteten Schalter 37 abgeschaltet
werden.
Wird eine G^schwindigkeitsabweichung festgestellt,
die die gewählten Toleranzen überschreitet, dann wird das Schieberegister angesteuert, das die während der
Geschwindigkeitsabweichung geschweißten Rohrabschnitte verfolgt, um derart geschweißte Rohre von
fehlerfreien auszusondern.
Ein vierter, entsprechend der Erfindung gemessener und überwachter Parameter ist die Kontinuität der
Schweißnaht, indem kontinuierlich Wirbelströme im Rohr induziert werden, während dieses sich von der
Schweißstation zur Abschneidevorrichtung bewegt. Die Wirbelströme werden in dem sich bewegenden Rohr
vorzugsweise durch ein das Rohr umgebendes Spulensystem 38 (F i g. 3) induziert. Dieser erzeugt mittels einer
zweiteiligen Spule zwei benachbarte Bänder magnetischer Felder, die zwei korrespondierende Bänder von
Wirbelströmen im Rohr induzieren. Die zwei Teile der Spule sind weiter Teil einer Brückenschaltung einer
Prüfeinheit 39, die verstimmt wird, wenn ein Fehler in
der Schweißnaht oder in anderen Teiles des Rohres durch die Spule läuft. Die verstimmte Brücke gibt ein
Signal für das Schieberegister 16, das das entsprechende Rohrteil mit der fehlerhaften Schweißung verfolgt
Wie weiter in Fig.3 gezeigt ist der Ausgang der
Prüfeinheit 39 für Wirbelströme außerdem mit einem Mechanismus 40 zum Markieren des Rohres verbunden,
mit dessen Hilfe das Rohrmaterial, welches ein Signal im Ausgang der Prüfeinheit 39 erzeugt auf ähnliche Weise
wie im Zusammenhang mit dem Mechanismus 18 zum Markieren beschrieben, markiert wird.
Als fünfter Parameter, der zum Sicherstellen der guten Beschaffenheit der durchgeführten Schweißung
gemessen und überwacht werden kann, kann die Längsposition und Intensität des Schweißbogens
vorgesehen sein. Demnach kann eine Fotozelle 42 in Verbindung mit einer geeigneten Optik und Schaltanordnung
43 verwendet werden, um ein Auswandern oder eine Intensitätsänderung des Schweißbogens zu
überwachen, und der resultierende Ausgang der Fotozelle und der Schaltanordnung kann dazu verwendet
werden, der Relaiskoppelung 14 über eine Detektoreinrichtung 44 eine Spannung zuzuführen. Die
Detektoreinrichtung 44 ist in Fig. 3 als in der integrierten Schaltung 12 angeordnet gezeigt und
spricht auf die Überschreitung vorgewählter Toleranzen an, um ein Aussondern des jeweiligen fehlerhaften
Rohrabschnitts zu veranlassen.
Wie weiter oben erläutert, weist die Schweißeinrichtung gewöhnlich einen Impeder zum Konzentrieren des
magnetischen Flusses der Schweißspule auf die Kanten des zu schweißenden rohrförmigen Gebildes oder
Werkstückes auf, wobei die Temperatur des Impeders ein kritischer Faktor bei der Herstellung einer
fehlerfreien Schweißung ist. Daher wird die Temperatur eines allgemein mit 48 in F i g. 4 bezeichneten Impeders
und seines kleinen Ferritstabes 49 über ein Kühlsystem 50, welches kontinuierlich ein Kühlmittel über den
Ferritstab mit konstanter, gesteuerter Geschwindigkeit umwälzt, bei einem optimalen Pegel gehalten. In F i g. 4
ist der Ferritstab in einem nicht magnetischen, nicht leitenden Gehäuse 52 (gestrichelt angedeutet) angeordnet,
welches schematisch angedeutete Einlaß- und Auslaßstutzen 55 und 56 aufweist. Das Kühlsystem 50
umfaßt weiter eine einstellbare Pumpe 58, einen Durchflußmesser 60, das Gehäuse 52 und einen
Vorratsbehälter 63 für Kühlmittel.
Das soweit beschriebene Kühlsystem 50 ermöglicht es, eine bestimmte Strömungsgeschwindigkeit des
Kühlmitteis einzustellen und aufrechtzuerhalten, um mit
optimaler Kopplung zwischen der Schweißspule und dem rohrförmigen Gebilde zu arbeiten. Dies wird
erreicht durch Beobachtung der Anzeige des Durchflußmessers 60, während die Einstellung der Pumpe 58
durchgeführt wird, die durch ein Steuerventil 59 erfolgen kann. Wenn das Kühlsystem 50 in Betrieb ist,
wird das Kühlmittel durch die Pumpe 58 von dem Vorratsbehälter 63 zu dem Einlaßstuizen 55 des
Gehäuses 52 geführt.
Da das in Fig.4 gezeigte System ein geschlossene:»
System ist. muß Wärme aus dem System abgeführt werden, um den Ferriistab auf optimaler Betriebstemperatur
zu halten. Aus diesem Grunde zeigt das System nach F i g. 4 einen Wärmeaustauscher 62 zwischen dem
Impeder 48 und dem Vorratsbehälter 63. Da jedoch die abzuführende Wärmemenge nicht groß ist kann der
Vorratsbehälter selbst als Wärmeaustauscher arbeiten. Durch das System gemäß F i g. 4 wird ein weiterer
kritischer Schweißparameter, nämlich die Temperatur eines Impeders, genau gesteuert
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 709 522/3
Claims (4)
1. Verfahren zum kontinuierlichen elektrischen Preßnahtschweißen von Rohren unter fortlaufender
Überwachung der Schweißparameter, Schweißenergiezufuhr, Vorschubgeschwindigkeit und Preßdruck,
dadurch gekennzeichnet, daß beim Schweißen das Überschreiten festgelegter Toleranzen bezüglich eines Schweißparameters eine Mar- ίο
kierung am zugehörigen Rohrabschnitt zu dessen Aussonderung veranlaßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt selbsttätig abgetrennt und ausgeworfen wird.
<5
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schweißparamter
zusätzlich Lichtintensität und Lage des Schweißbogens überwacht werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den
Schweißparanietern die Kontinuität der Schweißnaht durch kontinuierliches Induzieren von Wirbelströmen
und deren Messen hinsichtlich einer Überschreitung einer vorbestimmten Toleranz zum
Aussondern des betreffenden Rohrabschnitts überwacht
wird.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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FR (1) | FR2110929A5 (de) |
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BHN | Withdrawal |