JPS587695B2 - ヨウセツカンネツシヨリソウチニオケル ビ−ドヒ−タ−ナライソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ビード余盛を有する溶接管を連続的に熱処
理する装置において、ビード部を加熱して母材部との温
度差を縮少するビードヒーターの倣い装置に関する。

例えば、ＵＯ鋼管やスパイラル鋼管などの溶接管を製造
する場合、突合部を溶接したのち、所要の性能を得るた
めに熱処理が必要とされる。

この熱処理のための加熱装置としては、急速加熱が可能
であり、作業性の面で優れた誘導加熱装置が採用されて
いる。

しかして、この熱処理に際し、誘導加熱装置で加熱され
た直後の管のビード部温度は、他の母材部温度に比べ一
般に低温である。

この母材部とビード部との温度差は熱処理後の管の品質
に影響を及ぼすことから、所期の熱処理効果を得るため
には、この温度差を一定範囲内に収めるように制御する
ことが必要である。

通常、この温度差の限界値は熱処理方法によって異るの
であるが、焼入れ処理を例とした場合、母材温度９５０
℃のとき、温度差の限界値は３０℃以内であることが要
求される。

そこで、この発明の発明者は、所要の熱処理効果を得る
ことができる範囲内に、母材部とビード部との温度差を
制御することができる溶接管の熱処理装置を発明した。

その発明に係る溶接管の熱処理装置は、ビード余盛を有
する溶接管を、管送り方向に沿って配列した加熱装置お
よび冷却装置とにより連続的に加熱、冷却して熱処理す
る装置において、加熱装置と冷却装置との間に、母材部
とビード部との温度差を検出する温度差検出器および温
度差検出器からの信号に応じて母材部とビード部との温
度差を縮少するようにビード部を加熱するビードヒータ
ーを設けたことを特徴としている。

第１図はＵＯ鋼管の場合の上記熱処理装置の概略を示す
正面図である。

同図において、溶接管１は支持搬送ロール５によって支
持され、矢印Ｒ方向に送られる。

加熱コイル６と冷却装置７との間に、管１に近接させて
、温度差検出器１１およびビードヒーター２１とが設け
てある。

管１は加熱コイル６により全体が加熱され、加熱コイル
６出側において温度差検出器１１により母材部とビード
部との温度差が検出される。

ビードヒーター２１は温度差検出器１１からの信号に応
じて母材部とビード部との温度差を縮少するようにビー
ド部を局部的に加熱する。

このようにしてほぼ均一に加熱された管１は冷却装置７
により急冷される，ところで、上記熱処理装置において
、管１は支持搬送ロール５によって支持され、搬送され
るが、プレス工程におけるセンタリング狂い、溶接時の
熱影響などによりビード部は管１の進行方向に対して直
角方向に１０〜５０ｍｍ程度の幅でずれることがある。

したがって、ビードヒーター２１を固定した場合、ビー
ド部がビードヒーターの加熱域から外れることがある。

この対策としてビードヒーター２１の加熱域を広げ、ず
れを生じたビード部が常に加熱域にあるようにすること
が考えられる。

しかしながら、この方法ではビードヒーターの熱出力を
大きくせねばならず、熱的に不経済であり、しかも、母
材部も同時に加熱されるので、所望の範囲に温度差を縮
少することができず、更には母材部が不当に加熱される
恐れがある。

そこで、ビードヒーターをずれを生じたビード部に追従
させながら、ビード部のみを効果的に加熱する方法が考
えられる。

この発明は、ビードヒーターを上記のように揺動しなが
ら前進するビード部に正しい精度で追従することができ
るビードヒーター倣い装置を提供することを目的として
いる。

上記目的を達成するために、この発明の溶接管熱処理装
置におけるビードヒーター倣い装置は、ビード余盛を有
する溶接管を、管送り方向に沿って配列した加熱装置お
よび冷却装置により加熱、冷却して熱処理する装置にお
いて、加熱装置と冷却装置との間に、溶接管のビード方
向に対して直角方向にビード部周辺の温度分布を検出す
る非接触型の温度分布検出器と、ビードヒーターをビー
ド方向に対して直角方向に移動させる，駆動装置とを設
け、上記温度分布検出器と該駆動装置とに接続して、上
記温度分布検出器からの信号により最低温度部をビード
部中心位置と判別し、ビードヒーターをビード部中心位
置に位置するように上記駆動装置を制御する制御装置を
設けたことを特徴としている。

以下、この発明を望ましい実施例に基づいて図面を参照
しながら詳細に説明する。

第２図において、加熱コイル６と温度差検出器１１との
間に管１に近接させて温度分布検出器３１を設けてある
。

温度分布検出器３１は、第３図に示すようにビード部３
直上に位置する放射温度計３２およびこれをビード部３
を横切るように一定ストローク（例えば５０〜１００ｍ
ｍ）を一定速度（例えば１〜１ ０ｏｎ／ ｓｅｃ ）
で周期的に往復動せしめる駆動装置３３とから構成され
ている。

駆動装置３３は、ねじ構３４およびこれを回転駆動する
モーター３５を架台３７に取り付けてあり、ねじ棒３４
には可動部材３６をはめ込んである。

可動部材３６には放射温度計３２を固定してあり、ねじ
棒３４の回転によりビード部３を横切るようにして周期
的に左右動する。

ビードヒーター２１の駆動装置４１は、第４図に示すよ
うに、ねじ棒４２およびこれを回転駆動する電動機４３
を架台４５に取り付け、ねじ棒４２に可動部材４４をは
め込んで構成されている。

可動部材４４には、ビードヒーター２１として、例えば
高周波誘導コイルが固定してあり、ビードヒーター２１
は電動機４３の駆動によりビード部３を横切るようにし
て左右動ずる。

なお、駆動源としては、電動機に限ることなく、油圧シ
リンダー、油圧モーター、エヤーモーター等を用いても
よい。

第５図は上記駆動装置４１の作動を制御する制御装置５
１のブロック図である。

同図において、温度分布検出器３１からの信号は、ビー
ド中心位置信号発生回路５２に送られる。

前述のように、ビード部３は母材部２より温度が低いこ
とから、溶接管１外周上の最低温度位置をビード部中心
位置として検出することができる。

そこで、このビード中心位置信号発生回路５２では、放
射温度計３２の往復動によって時間的に、すなわち、管
進行方向に対して直角方向の位置によって変化する温度
より最低温度位置を見出し、ビード中心位置を示すパル
ス信号を出力する。

第６図は上記ビード中心位置の検出原理を示すもので、
ＡおよびＢは放射温度計３２の往復動範囲の両端を示し
、ＣおよびＤはビード部３の両端を示しており、ビード
部温度ｂは母材部温度ａより低い。

検出された温度は、回路５２内で温度変化率を表わす微
分記号Ｃとして処理され、更にビード中心位置を示すパ
ルス記号ｄに変換される。

また、制御装置５１は駆動装置４１の可動部材４４と連
動する位置信号フィードバック用検出器５３を備えてい
る。

この検出器５３からの位置信号はフィードバック位置信
号処理回路５４を経て比較器５５に送られ、ここで上記
ビード中心位置信号発生回路５２からの信号と比較され
、動作信号が増幅器５６に送られる。

増幅器５６からの信号は位相器５７を経てサイリスター
装置５８に送られる。

サイリスター装置５８は、位相角を制御されたゲートパ
ルスによって作動し、電動機４３の回転を制御する。

これよりビードヒーター２１は管進行方向に対して直角
方向に移動し、常にビード部３の中心位置（ビード部３
の直上）に位置するように制御される。

上記実施例では、ビードヒーター２１は、駆動装置４１
のねじ棒４２に沿って直線的に移動していたが、倣い精
度を上げるため、これを管１外周面に沿って円弧状に移
動するようにしてもよい。

以上詳細に説明したことから明らかなように、この発明
のビードヒーター倣い装置は、ビード方向に対して直角
な方向にビード部周辺の温度分布を検出し、これよりビ
ード部中心位置を求めてビードヒーターをビード部に追
従させるようにしてあるので、高い精度でビードヒータ
ーの位置を制御することができる。

また、温度分布検出器は溶接管と非接触の状態で温度分
布を検出するので、部材の損耗はなく、常に高精度を保
持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のビードヒーター倣い装置が応用され
る溶接管熱処理装置の正面図である。 第２図はこの発明のビードヒーター倣い装置を設備した
溶接管熱処理装置の正面図である。 第３図および第４図は、それぞれ第２図に示す装置の温
度分布検出器およびビードヒーターの側面図である。 第５図は第２図に示す装置の制御装置のブロック図であ
る。 第６図はこの発明のビード部中心位置の検出原理を示す
説明図である。 １・・・・・・溶接管、３・・・・・・ビード部、１１
・・・・・・温度差検出器、２１・・・・・・ビードヒ
ーター、３１・・・・・・温度分布検出器、４１・・・
・・・ビードヒーター駆動装置、５１・・・・・・制御
装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ビード余盛を有する溶接管を、管送り方向に沿って
   配列した加熱装置および冷却装置により加熱、冷却して
   熱処理する装置において、加熱装置と冷却装置との間に
   、溶接管のビード方向に対して直角方向にビード部周辺
   の温度分布を検出する非接触型の温度分布検出器と、ビ
   ードヒーターをビード方向に対して直角方向に移動させ
   る，駆動装置とを設け、上記温度分布検出器と該駆動装
   置とに接続して上記温度分布検出器からの信号により最
   低温度部をビード部中心位置と判別し、ビードヒーター
   をビード部中心位置に位置するように上記駆動装置を制
   御する制御装置を設けたことを特徴とする溶接管熱処理
   装置におけるビードヒーター倣い装置。