JPS5825883A - 高周波溶接鋼管のアプセツト量制御方法 - Google Patents
高周波溶接鋼管のアプセツト量制御方法Info
- Publication number
- JPS5825883A JPS5825883A JP12304181A JP12304181A JPS5825883A JP S5825883 A JPS5825883 A JP S5825883A JP 12304181 A JP12304181 A JP 12304181A JP 12304181 A JP12304181 A JP 12304181A JP S5825883 A JPS5825883 A JP S5825883A
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- JP
- Japan
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- upsetting
- welding
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- bead
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K13/00—Welding by high-frequency current heating
- B23K13/01—Welding by high-frequency current heating by induction heating
- B23K13/02—Seam welding
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、高周波溶接鋼管のアプセット量制御方法に
関するもので、とくにメタルフロー立上がり角度を一走
値に近づける制御をすることによって最適の局長差アプ
セット置にする方法について提案するものである。
関するもので、とくにメタルフロー立上がり角度を一走
値に近づける制御をすることによって最適の局長差アプ
セット置にする方法について提案するものである。
電縫鋼管の製造に当っては、表皮効果や近接効果と呼ば
れる高周波電流特有の性質を利用した高周波m堅方法が
広く採用されており、効率の良い加熱ができることから
高速化によく適合する利点がある。・この高周波溶接方
法において大切なことの1つに溶接入熱やアプセット置
の管理があ6゜従来、そうした溶接入熱やアプセット置
の管理方法としては、主にオペレーターによる溶接部の
溶鋼の目視観察や、スクイズロール後でのv形エツジの
排出ビードの測温などにもとづいて手動で入力調整をし
ていた。このような従来技術の場合、操作する人によっ
て板厚あるいは造管速度などの変化による溶鋼の表面温
度や色の変動に対する応答性に個人差や限界があり、そ
のためにしばしばコールドウェルドやベネトレーターと
称する溶接欠陥を発生することがあった。また、その他
の従来技術として発振器のプレート電圧、電流、グリッ
ド電流等によって溶接入熱やアプセット緻の自動制御を
行う方法が提案されている。この方法の場合、発振器や
伝送回路、パイプ内の熱損失があるために精度が悪く実
用的ではない。
れる高周波電流特有の性質を利用した高周波m堅方法が
広く採用されており、効率の良い加熱ができることから
高速化によく適合する利点がある。・この高周波溶接方
法において大切なことの1つに溶接入熱やアプセット置
の管理があ6゜従来、そうした溶接入熱やアプセット置
の管理方法としては、主にオペレーターによる溶接部の
溶鋼の目視観察や、スクイズロール後でのv形エツジの
排出ビードの測温などにもとづいて手動で入力調整をし
ていた。このような従来技術の場合、操作する人によっ
て板厚あるいは造管速度などの変化による溶鋼の表面温
度や色の変動に対する応答性に個人差や限界があり、そ
のためにしばしばコールドウェルドやベネトレーターと
称する溶接欠陥を発生することがあった。また、その他
の従来技術として発振器のプレート電圧、電流、グリッ
ド電流等によって溶接入熱やアプセット緻の自動制御を
行う方法が提案されている。この方法の場合、発振器や
伝送回路、パイプ内の熱損失があるために精度が悪く実
用的ではない。
このように従来は、正しい溶接現象の把握という点に欠
けるところがあり、そのことの故に適切なアプセット酸
の制御ができないという欠点があった。この発明は将に
この点についての解決ヲ与えることを目的とするもので
あり、アプセット前のエツジ溶融量およびHAZ幅、ア
プセット後のビード幅およびビード高さにもとづいたメ
タル70−立上がり角度を演算して求め、これを予め設
電したメタル70−立上がり角度の基準値と比較して最
適アプセット置を求めるようにした方法について提案す
る。以下にその構成の詳細を説明する。
けるところがあり、そのことの故に適切なアプセット酸
の制御ができないという欠点があった。この発明は将に
この点についての解決ヲ与えることを目的とするもので
あり、アプセット前のエツジ溶融量およびHAZ幅、ア
プセット後のビード幅およびビード高さにもとづいたメ
タル70−立上がり角度を演算して求め、これを予め設
電したメタル70−立上がり角度の基準値と比較して最
適アプセット置を求めるようにした方法について提案す
る。以下にその構成の詳細を説明する。
この発明は溶接入熱(アプセット前のエツジ溶融量)を
正しく制御したとしても、スクイズロールによるアプセ
ット置が不適切になるとベネトレーターやクランク等の
溶接欠陥を発生させるという知見にもとづいて案出した
ものである。
正しく制御したとしても、スクイズロールによるアプセ
ット置が不適切になるとベネトレーターやクランク等の
溶接欠陥を発生させるという知見にもとづいて案出した
ものである。
一般に、造管に際して、アプセット直前のエツジ溶融量
が不十分であると融合不良(コールドウェルド)になり
、また溶融が過度になると、いわゆる第3種溶接現象と
呼ばれる状態になるためにペネトレーターを発生するこ
とがある。したがって、良好な溶接部を得るためには、
溶接入熱+8ちアプセット直前のエツジ溶融量を適正に
する必要があるが、たとえそのアプセット直前の溶融が
適正であっても、アプセット置が不適正であると欠陥発
生などが問題となる。通常、このアプセッFはV形のエ
ツジ端の溶鋼を酸化物とともに排出し、溶接欠陥のない
溶接部を得る目的で行うものであるから強いほどよいが
、逆にアプセットが強すぎるとメタル70−が立上がり
すぎてシャルピー衝撃特性が悪くなる。したがって普通
メタル70−立上がり角度が適正になるようにアプセッ
)することが重要になる。
が不十分であると融合不良(コールドウェルド)になり
、また溶融が過度になると、いわゆる第3種溶接現象と
呼ばれる状態になるためにペネトレーターを発生するこ
とがある。したがって、良好な溶接部を得るためには、
溶接入熱+8ちアプセット直前のエツジ溶融量を適正に
する必要があるが、たとえそのアプセット直前の溶融が
適正であっても、アプセット置が不適正であると欠陥発
生などが問題となる。通常、このアプセッFはV形のエ
ツジ端の溶鋼を酸化物とともに排出し、溶接欠陥のない
溶接部を得る目的で行うものであるから強いほどよいが
、逆にアプセットが強すぎるとメタル70−が立上がり
すぎてシャルピー衝撃特性が悪くなる。したがって普通
メタル70−立上がり角度が適正になるようにアプセッ
)することが重要になる。
以上のことから、造管に際して必要なことは適正な溶融
幅を得るように溶接入熱を調整し、そのときのアプセッ
ト前エツジの溶融状態などに応じた適正な置でアプセッ
トを行うことである。この発明は将にこの点の!’鰭に
応えるべく開発した制御方法である。
幅を得るように溶接入熱を調整し、そのときのアプセッ
ト前エツジの溶融状態などに応じた適正な置でアプセッ
トを行うことである。この発明は将にこの点の!’鰭に
応えるべく開発した制御方法である。
次に、アプセットに与える溶接条件について検討し、必
要適正なアプセット置に制御するための具体的方法につ
いて説明する。第1図に示すように、メタル7p−立上
がり角度は、溶接入熱(アプセット前のエツジ溶融量)
とアプセツ)量によ角度は小ざくなる。一方、同−溶接
入熱の場合であってもアプセット後が大角〈なればメタ
ルフロー立上がり角度も大きくなるのである0なお、こ
こでいうアプセット置とは同長差アブセット−を意味す
る。
要適正なアプセット置に制御するための具体的方法につ
いて説明する。第1図に示すように、メタル7p−立上
がり角度は、溶接入熱(アプセット前のエツジ溶融量)
とアプセツ)量によ角度は小ざくなる。一方、同−溶接
入熱の場合であってもアプセット後が大角〈なればメタ
ルフロー立上がり角度も大きくなるのである0なお、こ
こでいうアプセット置とは同長差アブセット−を意味す
る。
また、表11第2図は溶接入熱に直接的な影11′力を
もつ造管速度について、それとメタル70−立上がり角
度等の関係を検討したものである。この第2図および表
1に示すように、造管速度の低下に対してもメタル70
−立上がり角度の変化は認められないが、余盛りビード
断面積は多くHAZ幅は広がる0なお、この造管速度を
遅くすると、余盛りビード断面積ヤHム2幅が沃素い値
を示す理由は、該造管速度が速いときと同じビード外観
を維持するには熱伝導による冷却(放散)が大角い分そ
れだけ入熱量を大きくしなければならないから1その入
熱量に比例したビード断面となるからである@ 以上説明したように造管速度の違いによってエツジ溶融
量(アプセット後のビード幅)、Rムz4Iに大きな差
が出るのに対し、既に述べたようにメタル70−立上が
り角度については差が出ないという理由は、例え、ば造
管速度が遅い場合エツジ溶融量、 HAZ幅は大角〈な
っても変形抵抗が小さいからであると考えられる。
もつ造管速度について、それとメタル70−立上がり角
度等の関係を検討したものである。この第2図および表
1に示すように、造管速度の低下に対してもメタル70
−立上がり角度の変化は認められないが、余盛りビード
断面積は多くHAZ幅は広がる0なお、この造管速度を
遅くすると、余盛りビード断面積ヤHム2幅が沃素い値
を示す理由は、該造管速度が速いときと同じビード外観
を維持するには熱伝導による冷却(放散)が大角い分そ
れだけ入熱量を大きくしなければならないから1その入
熱量に比例したビード断面となるからである@ 以上説明したように造管速度の違いによってエツジ溶融
量(アプセット後のビード幅)、Rムz4Iに大きな差
が出るのに対し、既に述べたようにメタル70−立上が
り角度については差が出ないという理由は、例え、ば造
管速度が遅い場合エツジ溶融量、 HAZ幅は大角〈な
っても変形抵抗が小さいからであると考えられる。
一方、前記アブ七ッ装置は溶接入熱即ちエツジ溶融量な
どの造管条件の変化によって変動し、それにつれてメタ
ル70−立上がり角度が変化していく。したがって、造
管条件の変化に合わせてアプセット置を制御するには、
メタルフロー立上カり角度の制御によっても同じ目的が
達成できることになり、またそのメタル70−立上がり
角度を一定にする制御を行う方がより正確に適正アプセ
ット強ざを指示できるようになる。
どの造管条件の変化によって変動し、それにつれてメタ
ル70−立上がり角度が変化していく。したがって、造
管条件の変化に合わせてアプセット置を制御するには、
メタルフロー立上カり角度の制御によっても同じ目的が
達成できることになり、またそのメタル70−立上がり
角度を一定にする制御を行う方がより正確に適正アプセ
ット強ざを指示できるようになる。
そこで、以下にメタル70−立上がり角度に影響を与え
る溶接条件について検討する。第7gはメタル70−立
上がり角度を規制する局長差アプセット1JIi1人熱
(ヒート係数)ざらにスクイズロール後のビード幅、ビ
ード高ざ間の関係について示した。この第1図より溶接
入熱が一定の場合、周長差アプセット置が大きいはどビ
ード幅は広くビード高ざは高くなる傾向がある。
る溶接条件について検討する。第7gはメタル70−立
上がり角度を規制する局長差アプセット1JIi1人熱
(ヒート係数)ざらにスクイズロール後のビード幅、ビ
ード高ざ間の関係について示した。この第1図より溶接
入熱が一定の場合、周長差アプセット置が大きいはどビ
ード幅は広くビード高ざは高くなる傾向がある。
−万、周長差アプセット鰍が一定の場合、溶接入熱臘が
多いほどビード幅は広く、ビード高ざも高くなる傾向が
認められる。第参図はメタルフロート幅、ビード高ざと
、造管速度との間係を示しているが、造管速度が連(な
るとビード幅は狭くビード高ざは低くなる傾向がある。
多いほどビード幅は広く、ビード高ざも高くなる傾向が
認められる。第参図はメタルフロート幅、ビード高ざと
、造管速度との間係を示しているが、造管速度が連(な
るとビード幅は狭くビード高ざは低くなる傾向がある。
また1第5図は板厚と適正局長差乙プセット量の関係で
あるが、板厚が厚いほど適正周長差アプセット前は大角
〈なっている。これは板厚が厚いほど電流がエツジ角に
流れようとする傾向が強く、%tでのHAZ幅が広いこ
とのためと考えられる。
あるが、板厚が厚いほど適正周長差アプセット前は大角
〈なっている。これは板厚が厚いほど電流がエツジ角に
流れようとする傾向が強く、%tでのHAZ幅が広いこ
とのためと考えられる。
第1図は上述した関係の総括であり、アプセット置を制
御するための、メタル70−立上がり角度とfIi1i
!!人熱、造管速入熱よびHAZ@の関係を模式的に示
すものであり、このような間係のもとに優られるメタル
7a−立上がり角度を個々の漕**管について一定にな
るように制御していけば最適アプセット緻が得られるの
である。
御するための、メタル70−立上がり角度とfIi1i
!!人熱、造管速入熱よびHAZ@の関係を模式的に示
すものであり、このような間係のもとに優られるメタル
7a−立上がり角度を個々の漕**管について一定にな
るように制御していけば最適アプセット緻が得られるの
である。
wJ7図はそうしたアプセット置制御についてのブロッ
ク図である・この図において、イメージセンサ−カメラ
Jはレンズ、センサーと演算回路とからなるもので、マ
廖エツジ部の板表11ili#!#!IIIIiに相当
する信号を出力する。これを比較回路Sに入力する。一
方、板厚測定器11造管速度測宕器コによって測定した
板厚、造管速度を、板表面溶融幅基準値決定回路参へ入
力する。この基準値決宛回路参では造管中の板厚、造管
速度に応じた板表面溶融幅の基準値を決定し、その信号
を比較回路jに入力する。比較回路!では先のイメージ
センサ−カメラJによる表面溶融幅の実測値と前記基準
値とを比較し、その差が零になるように電源電圧を制御
し、所望の溶接入熱にする。
ク図である・この図において、イメージセンサ−カメラ
Jはレンズ、センサーと演算回路とからなるもので、マ
廖エツジ部の板表11ili#!#!IIIIiに相当
する信号を出力する。これを比較回路Sに入力する。一
方、板厚測定器11造管速度測宕器コによって測定した
板厚、造管速度を、板表面溶融幅基準値決定回路参へ入
力する。この基準値決宛回路参では造管中の板厚、造管
速度に応じた板表面溶融幅の基準値を決定し、その信号
を比較回路jに入力する。比較回路!では先のイメージ
センサ−カメラJによる表面溶融幅の実測値と前記基準
値とを比較し、その差が零になるように電源電圧を制御
し、所望の溶接入熱にする。
このように、アプセット前の溶接入熱即ちエツジの溶融
量が一定になるように制#された状態で、イメージセン
サ−カメラJの出力および板厚値、造管速度値を、演算
回路7に入力して求めたエツジの溶融幅tと丸t HA
Z @ toおよび造管速度値2セツト後のビード幅あ
るいはビード高ざを測定し、その値を演算回路12へ人
力し造管中のメタル7a−立上がり角度を演算し予め設
定しである基準メタルフロー立上がり角度l#と比較回
路/3で比較し、アフセy装置変更回路/1に入力して
アプセット緻を制御するのである・ 以下この発明の詳細な説明する。
量が一定になるように制#された状態で、イメージセン
サ−カメラJの出力および板厚値、造管速度値を、演算
回路7に入力して求めたエツジの溶融幅tと丸t HA
Z @ toおよび造管速度値2セツト後のビード幅あ
るいはビード高ざを測定し、その値を演算回路12へ人
力し造管中のメタル7a−立上がり角度を演算し予め設
定しである基準メタルフロー立上がり角度l#と比較回
路/3で比較し、アフセy装置変更回路/1に入力して
アプセット緻を制御するのである・ 以下この発明の詳細な説明する。
第7図に示すようにイメージセンサ−カメラ3を収束点
/1の直前的10−1高ざgoo−の位置に配設し、ま
た別のイメージセンサ−カメラ//をスクイズロール直
後の高さ参〇〇−の所に配設し、それらのカメラ走査1
/7 e /Iが溶接線と直角になるようにした・イ
メージセンサ−カメラJ 、 //のセンサー出力波形
は第9図に示すような両エツジと溶融ビードの加熱溶融
状態に応じたものが得られる。この波形信号をカメラ内
蔵の演算回路に入れ溶融部に相当する最低レベルで波形
をスライスしイメージセンサ−カメラJに対しては、そ
の時のスライス幅のコ分のlに相当する電気信号を、ま
たイメージセンサ−カメラ//に対してはその時のうな
制御を行い適正アプセット、置を決定した。
/1の直前的10−1高ざgoo−の位置に配設し、ま
た別のイメージセンサ−カメラ//をスクイズロール直
後の高さ参〇〇−の所に配設し、それらのカメラ走査1
/7 e /Iが溶接線と直角になるようにした・イ
メージセンサ−カメラJ 、 //のセンサー出力波形
は第9図に示すような両エツジと溶融ビードの加熱溶融
状態に応じたものが得られる。この波形信号をカメラ内
蔵の演算回路に入れ溶融部に相当する最低レベルで波形
をスライスしイメージセンサ−カメラJに対しては、そ
の時のスライス幅のコ分のlに相当する電気信号を、ま
たイメージセンサ−カメラ//に対してはその時のうな
制御を行い適正アプセット、置を決定した。
この結果、本発明によれば造管中にメタル7g−立上が
り角度の変化が定置的に把握で禽るようになり、適正な
アプセツ)を造管条件の変化に応じて適宜に行いうるか
ら、従来見られたようなベネFレータ−やコールドウェ
ルドなどの溶接欠陥が皆無となったシ なお、本発明は単に電縫鋼管製造分野のみならず、鋼板
、漏鋼などの分野における高周波電気抵抗、誘導溶接の
場合にもその11適用が可能である。
り角度の変化が定置的に把握で禽るようになり、適正な
アプセツ)を造管条件の変化に応じて適宜に行いうるか
ら、従来見られたようなベネFレータ−やコールドウェ
ルドなどの溶接欠陥が皆無となったシ なお、本発明は単に電縫鋼管製造分野のみならず、鋼板
、漏鋼などの分野における高周波電気抵抗、誘導溶接の
場合にもその11適用が可能である。
図面の第1図は局長差アプセット緻とメタルフロー立上
がり角度との関係を示す線図、第2図は造管速度とメタ
ル70−立上がり角度との関係を示す線図、第3図は局
長差アプセツF量に対す゛るビード幅(a)・ビード高
さΦ)の関係を示す線図、第参図は造管速度に対するビ
ード幅(転)・ビード高さΦ)の関係を示す線図、41
図は板厚と適正局長差アプセツF量との関係を示す線図
、第ぶ図はビード幅、ビード高とメタル70−立上がり
角度との関係に及はすHAZ幅、造管速度、溶接入熱の
影醤を示す!I図、第7図は本発明If御方法の一例を
示すブロック図、第を図はカメラ配置図、第を図はイメ
ージセンサ−カメラ出力波形図である。 l・・・板厚測定器、λ・・・造管速度測定器、J−・
イメージセンサ−カメラ、弘−演算回路(基準表面溶融
幅用)、S−・比較回路、≦−・電源電圧制御回路、7
−・演算回路(エツジ溶融幅、昼t 112幅用)、?
・・・エツジ溶融幅、10−%tHム2幅、//−・イ
メージセンサ−カメラ(ビード輻測定用)、//’−・
イメージセンサ−カメラ(ビード高ざ測定用)、12・
・・演算回路(メタルフロー立上がり角度用)、13・
・・比較回路、l#−・基準メタルフロー立上がり角度
、/j−・アプセット量制#J@路、/4−・収束点、
17・・・カメラ走査線、ll−・カメラ走査線、/9
−溶融部、〃・・・スライスレベル。
がり角度との関係を示す線図、第2図は造管速度とメタ
ル70−立上がり角度との関係を示す線図、第3図は局
長差アプセツF量に対す゛るビード幅(a)・ビード高
さΦ)の関係を示す線図、第参図は造管速度に対するビ
ード幅(転)・ビード高さΦ)の関係を示す線図、41
図は板厚と適正局長差アプセツF量との関係を示す線図
、第ぶ図はビード幅、ビード高とメタル70−立上がり
角度との関係に及はすHAZ幅、造管速度、溶接入熱の
影醤を示す!I図、第7図は本発明If御方法の一例を
示すブロック図、第を図はカメラ配置図、第を図はイメ
ージセンサ−カメラ出力波形図である。 l・・・板厚測定器、λ・・・造管速度測定器、J−・
イメージセンサ−カメラ、弘−演算回路(基準表面溶融
幅用)、S−・比較回路、≦−・電源電圧制御回路、7
−・演算回路(エツジ溶融幅、昼t 112幅用)、?
・・・エツジ溶融幅、10−%tHム2幅、//−・イ
メージセンサ−カメラ(ビード輻測定用)、//’−・
イメージセンサ−カメラ(ビード高ざ測定用)、12・
・・演算回路(メタルフロー立上がり角度用)、13・
・・比較回路、l#−・基準メタルフロー立上がり角度
、/j−・アプセット量制#J@路、/4−・収束点、
17・・・カメラ走査線、ll−・カメラ走査線、/9
−溶融部、〃・・・スライスレベル。
Claims (1)
- L オープンパイプのV形エツジ部に高周波電流を流し
て加熱溶接す−るに当り、そのパイプについてのアプセ
ット前の溶接入熱造管速度およびHAZ幅、アプセット
前のビード輻およびビード高さにもとづいたメタル70
−立上がり角度を演算推定し、これを予め設定したメタ
ル70−立上がり角度の基準値と比較して最適アプセッ
トを施していくことを特徴とする高周波溶接鋼管のアプ
セット量制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12304181A JPS5825883A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 高周波溶接鋼管のアプセツト量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12304181A JPS5825883A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 高周波溶接鋼管のアプセツト量制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5825883A true JPS5825883A (ja) | 1983-02-16 |
Family
ID=14850739
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12304181A Pending JPS5825883A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 高周波溶接鋼管のアプセツト量制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5825883A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61515U (ja) * | 1984-06-07 | 1986-01-06 | 三菱レイヨン株式会社 | 伝動軸 |
EP0525621A2 (en) * | 1991-07-23 | 1993-02-03 | Kabushiki Kaisha Meidensha | High frequency electronic welding system |
EP0566834A2 (en) * | 1992-03-25 | 1993-10-27 | Kabushiki Kaisha Meidensha | Tube production machine |
JP2017056472A (ja) * | 2015-09-16 | 2017-03-23 | 新日鐵住金株式会社 | 電縫溶接工程の監視装置及び監視方法 |
-
1981
- 1981-08-07 JP JP12304181A patent/JPS5825883A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61515U (ja) * | 1984-06-07 | 1986-01-06 | 三菱レイヨン株式会社 | 伝動軸 |
EP0525621A2 (en) * | 1991-07-23 | 1993-02-03 | Kabushiki Kaisha Meidensha | High frequency electronic welding system |
EP0566834A2 (en) * | 1992-03-25 | 1993-10-27 | Kabushiki Kaisha Meidensha | Tube production machine |
JP2017056472A (ja) * | 2015-09-16 | 2017-03-23 | 新日鐵住金株式会社 | 電縫溶接工程の監視装置及び監視方法 |
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