JPH02263581A - 電縫管の溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高周波溶接による電縫管の溶接方法に関する。

〔従来の技術〕

電縫管は金属帯を成形ロールによって管状に成形し、そ
の合わせ目を高周波電流により集中加熱し、スクイズロ
ールで衝合溶接することにより製造されている。

第４図は従来の電縫管の溶接方法を示す模式図である。

図中１は管状に成形された金属帯であり、所定間隔にて
対向する縁部１１．１１を衝合溶接すべく、スクイズロ
ール２，２を通り白抜矢符にて示される方向へ搬送され
る。スクイズロール２，２の上流側には高周波電源４よ
り供給される高周波電圧を金属帯１の縁部１１．１１へ
印加する給電装置３．３が配設されており、該給電装置
３，３の高周波電圧印加により縁部１１．１１に高周波
電流が通流し、縁部１１．１１が加熱される。そして、
スクイズロール２，２に向けて７字状に絞られる縁部１
１゜１１により形成される■シーム部の頂部に位置する
溶接点が所定の衝合溶接温度に到達した後、縁部１１、
１１はスクイズロール２．２により加圧溶接され、電縫
管が製造される。

このように溶接される電縫管の溶接部の品質は該溶接部
に供給される電力量によって支配され、電力の供給量が
少ない場合には前記溶接部の溶接不良現象が発生し、一
方電力の供給量が過剰となる場合には縁部１１．１１が
溶融して流出する融は落ち現象が発生することが知られ
ている。このため常に最適な電力供給量を得るための制
御方法が提案されている。

このような提案には、例えば特開昭５９−１３０６９２
号の如くスクイズロール中心と加熱手段との離隔距離の
６０〜８０％の距離だけスクイズロールから離隔した位
置における温度を検知し、この検知温度を所定の基準温
度に一致させるべく加熱用電源を制御する制御方法があ
る。

ところが、前記溶接部の品質は、供給される電力量以外
に前記■シーム部の開き角度（以下溶接衝合角度と云う
）によって異なることが知られており、またこの角度は
、製造される電縫管の外径。

肉厚、材質及びスクイズロールとその前後の成形ロール
の位置、形状によって最適値を有することが知られてい
る。このため前記溶接衝合角度を調整することが必要で
あり、例えば特開昭６２−１５６０８２号には溶接衝合
角度を計測し、スクイズロール前面において材料の断面
方向に機械的押付は力を加えて溶接衝合角度を調整する
装置が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の如く金属帯を加熱し、該金属帯の縁部１１゜１１
の温度が溶融点以上となった場合、対向する縁部ＬＬ　
１１間に作用する斥力により縁部１１．１１の溶融物が
金属帯の表面へ排出される。これによって縁部１１．１
１間の距離が長くなり、前記■シーム形状が変化し、見
かけ上の溶接衝合角度が変わる。

このような■シーム形状の変化は溶接入熱量の変化によ
って影響を受は易い。前述の如き■シーム部の溶接衝合
角度を計測し、該溶接衝合角度を調整する装置において
は、このように溶接入熱量の変化によってＶシーム形状
が変化することに対して、溶融によって見かけ上液化し
た溶接衝合角度を最適値に調整しようとする。しかし、
この■シーム形状の変化は見かけ上のものであるため、
溶接衝合角度の最適値への調整が溶接を不安定化させる
虞れがある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、金属
帯の両縁部において溶接時に溶融されない位置に、金属
帯の両縁部に沿ってマークを付し、これらのマークが交
差する角度を真の溶接衝合角度と見做して溶接を行うこ
とにより安定した溶接を行う電縫管の製造方法を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る電縫管の溶接方法は、管状に曲げ成形され
た金属帯の対向する縁部を高周波電流によって加熱溶融
し、衝合溶接することにより電縫管を溶接する方法にお
いて、前記縁部近傍の金属帯表面における両縁部から所
定距離隔てた位置に、両縁部に沿って複数の点の列又は
直線よりなるマークを付し、衝合溶接前に両縁部側夫々
のマー、りの位置を検出し、この位置検出結果より両縁
部側のマークが交差する角度を求め、該角度を所定値に
保持しつつ溶接を行うことを特徴とする。

〔作用〕

金属帯の対向する両縁部に沿って付された夫々のマーク
間の距離は溶接衝合点に向かうにつれて短くなり、これ
らのマークは前記溶接衝合点近傍と頂部とする■字形を
形成する。これらのマークは両縁部から所定距離隔てら
れた位置に付されることにより縁部の加熱によって溶融
しないため、これらのマークが交差する角度は衝合溶接
における金属帯の真の溶接衝合角度となる。このため夫
々のマーク位置を検出し、これらが交差する角度を求め
ると溶接衝合角度が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。

第１図は本発明方法を実施する場合に使用する装置の信
号処理系の構成を示すブロック図である。

図中１は管状に成形された金属帯であり、該金属帯１は
所定間隔にて対向する縁部１１．１１を図示しない高周
波加熱装置によって加熱されつつスクイズロール２，２
を通り白抜矢符にて示される方向へ搬送されて該スクイ
ズロール２，２によす？Ｊｙ合溶接される。前記金属帯
ｌには該金属帯１が平板時において、金属帯ｌの縁部１
１．１１から所定距離（具体的には略５ｍｍ）離れた金
属帯１の表面にケガキ針を用いて所定寸法（例えば略０
．２ｍｍ）の幅と深さとを有する疵を縁部１１．１１に
対して平行に付け、この疵に高輝度色の速乾性の塗料を
流し込んで成る平行線Ｍ、Ｍが形成される。このように
平行線Ｍ、Ｍを縁部ＩＬ　１１から略５ＮＲ離れた位置
に形成した理由は、前記高周波加熱装置による加熱に対
して溶融しないようにするためであり、また平行線Ｍ、
Ｍが溶接後のビード切削により消去される範囲にあると
、平行線Ｍ、Ｍの消去処理を行わなくて良いからである
。

前記平行線Ｍ、Ｍの位置を撮像すべくスクイズロール２
，２の入側近傍には溶接衝合点近傍を撮像するテレビカ
メラ６がその撮像する画像の走査線が金属帯１の搬送方
向に対して直交するような方向になるように配設され、
該テレビカメラ６の近傍には金属帯１の縁部１１．１１
の長手方向の温度を検出し、その温度分布を出力する温
度パターン計５が配設される。

前記テレビカメラ６が撮像した画像情報は、画像の輝度
の高低を検出する画像処理装置７１へ入力され、画像処
理装置７１では、前記画像情報において輝度の高低を検
出することにより輝度が高い平行線Ｍ、Ｍを抽出し、そ
の抽出結果を演算装置７２へ与える。

一方前記温度パターン計５が検出した金属帯ｌの縁部１
１．１１の長手方向の温度分布の検出結果は前記演算装
置７２へ直接与えられる。演算装置７２では、前記画像
処理装置７１より与えられる前記平行線Ｍ、Ｍの抽出結
果より前記２つの平行線Ｍ、　Ｍの存在位置を求め、求
められた存在位置より平行線Ｍ、Ｍが交差する交差角度
を求めると共に前記温度パターン計５の温度分布検出結
果より温度の最大値のある位置を溶接衝合点として求め
、前記平行線Ｍ、Ｍの交差角度及び前記溶接衝合点の情
報を記録計７３及びモニタ７４へ与える。記録計７３及
びモニタ７４ではこれらの情報を表示する。

第２図は金属帯１の溶接衝合角度を求める方法を示す模
式的平面図、第３図は第２図の走査Ａ棒における輝度信
号の径方向分布を示す波形図である。第２図におけるＰ
。は溶接前の金属帯１の■シーム部の頂部であるが、溶
接入熱によって該頂部Ｐ。の近傍の縁部１１．１１は溶
融して縁部１１．１１から管状の金属帯１の外面及び内
面に排出されることによりこの頂部Ｐ０は消失し、図中
Ｐにて示す頂部が溶接衝合点となり、新しい縁部である
断縁部１２．１２が現れる。従来の溶接衝合角度の検出
方法では、この断縁部１２．１２が溶接衝合点Ｐにて交
差する角度θ２を前記溶接衝合角度として検出していた
が、この角度θ２は前記縁部１１．１１の溶融に起因す
る見かけ上の溶接衝合角度であって真の溶接衝合角度で
はない。真の溶接衝合角度とは、溶融前の縁部ＩＬ　１
１が溶接衝合点Ｐより所定距離路れた位置にある前記頂
部Ｐ。にて交差する角度θであり、品質が良い溶接を行
うためには、この真の溶接衝合角度θを求めなければな
らない。しかしながら縁部１１．１１は溶接時に与えら
れる溶接入熱により溶融してしまうため、溶接衝合角度
θの検出は難しい。

本発明方法では縁部１１．１１の溶融現象を考慮し、前
述の如く縁部１１．１１の溶融しない部分に、該縁部１
１．１１に対して平行線Ｍ、Ｍを付し、前記画像処理装
置７１によりこれらの平行線Ｍ、Ｍを抽出する。平行線
Ｍ、Ｍが前記頂部Ｐ０と溶接衝合点Ｐとの間で交差する
位置を仮定し、この位置にてこれらの平行線Ｍ、Ｍが交
差する角度θ１を求める。

次に平行線Ｍ、Ｍの位置検出方法について説明する。

テレビカメラ６より画像処理袋９７１に人力された画像
のうち、例えば金属帯１の搬送方向に対して直交する方
向の走査線Ａが有する輝度信号の金属帯１における輝度
信号の分布を示す第３図において、塗料によって輝度が
高い平行線Ｍ、Ｍを検出した信号Ｓ１．ｌ、ＳＮ及び溶
融により輝度が高い縁部１１．１１を検出した信号Ｓ、
、Ｓ、より信号Ｓ、４゜ＳＭを抽出する。この抽出方法
では画像処理装置７１において輝度信号より低レベルの
輝度信号を排除する低設定値Ｌ１及び平行線Ｍ、Ｍの検
出信号Ｓ、、Ｓ、と縁部１１．１１の検出信号Ｓ、、Ｓ
、とを区別する高設定値Ｌ２を設け、この低設定値Ｌ１
から高設定（Ｉｉ！Ｌ　ｚの範囲内にピークを有する信
号を平行線Ｍ、Ｍの検出信号Ｓ、、Ｓイとして前記輝度
信号より抽出する。そして第２図において金属帯１を平
面視した場合の径方向の一端ＡＩよりの平行線検出信号
Ｓ、、Ｓ、までの夫々の距離ＸＩ。

Ｘｔを求め、これらの距離Ｘ、、Ｘｔより平行線Ｍ、　
Ｍの位置を得る。このような輝度の検出を金属帯１の軸
長方向の複数個所の走査線において行うことにより平行
線Ｍ、Ｍの存在位置及び平行線Ｍ、Ｍが延びる方向を画
像処理装置７１にて求める。

そして演算装置７２においては、前述の如く求められた
平行線Ｍ、Ｍの存在位置及びその延びる方向より平行線
Ｍ、Ｍが第２図における前記頂部Ｐ。

と溶接衝合点Ｐとの間で交差する角度θ、を求める。こ
の角度θ、は平行線Ｍ、Ｍが夫々縁部１１゜１１に対し
て平行であって幾何学的に溶接衝合角度θと等しいため
平行線Ｍ、Ｍの交差角度θ、を求めることにより真の溶
接衝合角度θが得られる。

以上説明した如き装置を使用し、本発明方法により金属
帯１の溶接を行う場合、前記演算装置７２より出力され
る溶接衝合角度θの算出結果を予め定められた最適値に
保持するようにすれば安定した溶接が実施できる。

本発明に係る電縫管の溶接方法及び従来の溶接方法を用
い、下記第１表に示す条件にて実際に溶接を行った。そ
の結果を第２表に示す。

第１表 第２表 この結果から明らかな如く、本発明方法においては、従
来方法より溶接欠陥発生率が減少すると共に溶接に関す
るロールセツティング量が確認てきるため、従来より行
っていた溶接開始時の実用試験による品質確認作業が省
略でき、溶接に関する作業時間が短縮された。

なお、本実施例においては、金属帯に付すマークに平行
線を用いたが、これに限らず複数の点の列を金属帯に付
しても良く、またマークと縁部とは平行とせず、これら
に所定の角度を有せＵ７めても良い。

また、本実施例においては、マークを付ける時期を金属
帯を管状に形成する以前の平板時としたが、これに限ら
ず溶接直前に行っても良い。

〔発明の効果］ 以上詳述した如く本発明に係る電縫管の溶接方法におい
ては、金属帯表面の両縁部近傍において溶接時に溶融さ
れない位置に、両縁部に沿ってマークを付し、これらの
マークが交差する角度を真の溶接衝合角度として求めこ
れを最適値に保持しつつ溶接を行うことにより溶接欠陥
の発生率が少なく安定した溶接が実現できる等本発明は
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は本
発明を実施する場合に使用する装置の信号処理系の構成
を示すブロック図、第２図は金属帯の溶接衝合角度を求
める方法を示す模式図、第３図は第２図の走査線Ａにお
ける輝度信号の径方向分布を示す波形図、第４図は従来
の電縫管の溶接方法を示す模式図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、管状に曲げ成形された金属帯の対向する縁部を高周
   波電流によって加熱溶融し、衝合溶接することにより電
   縫管を溶接する方法において、 前記縁部近傍の金属帯表面における両縁部 から所定距離隔てた位置に、両縁部に沿って複数の点の
   列又は直線よりなるマークを付し、衝合溶接前に両縁部
   側夫々のマークの位置を検出し、この位置検出結果より
   両縁部側のマークが交差する角度を求め、該角度を所定
   値に保持しつつ溶接を行うことを特徴とする電縫管の溶
   接方法。