JPS607585B2 - 電縫管製造における素材の突合せ角度検出方法 - Google Patents
電縫管製造における素材の突合せ角度検出方法Info
- Publication number
- JPS607585B2 JPS607585B2 JP2290181A JP2290181A JPS607585B2 JP S607585 B2 JPS607585 B2 JP S607585B2 JP 2290181 A JP2290181 A JP 2290181A JP 2290181 A JP2290181 A JP 2290181A JP S607585 B2 JPS607585 B2 JP S607585B2
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- JP
- Japan
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- materials
- bead
- detecting
- butt angle
- welded part
- Prior art date
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- Expired
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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
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/24—Electric supply or control circuits therefor
- B23K11/25—Monitoring devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、霞縫管製造における素材の突合せ角度検出
方法の改良に関するものである。
方法の改良に関するものである。
亀総管製造において、素材（板材）の端の突合せ形状（
角度）は、第１図‘ａ｝に示すように、１タッチ（素材
１の端面同志が平行の状態で接触すること）とし、秦管
の内外面側でのＶ収束点（素材２の端の接触点）位置を
垂直方向に同一にすることによって、入熱を均一化し、
圧力分布を均一化して、溶接品質を板厚方向で一定に保
持することが好ましい。
角度）は、第１図‘ａ｝に示すように、１タッチ（素材
１の端面同志が平行の状態で接触すること）とし、秦管
の内外面側でのＶ収束点（素材２の端の接触点）位置を
垂直方向に同一にすることによって、入熱を均一化し、
圧力分布を均一化して、溶接品質を板厚方向で一定に保
持することが好ましい。
第１図他はこの場合の溶接ビード６，６′の形状を示す
図である。一方、Ｖタッチ（素材の端面同志が非平行の
Ｖ字状の状態で内面側が先に接触すること）および逆Ｖ
タッチ（素材の端面同志が非平行の逆Ｖ字状の状態で外
面側が先に接触すること）の場合は、素管の内面側およ
び外面側でＶ収束点位置が垂直方向で一致せず、入熱お
よびスクイズ量が内面側および外面側で不均一になりや
すく、その結果、良好な溶嬢ビード（形状）が得られず
、最終的に溶接欠陥のある不良品が製造されるおそれが
あるという問題がある。従って、電縫管製造において、
素材の端の突合せ角度（素材機面同志のなす角度、例え
ば１タッチの場合は００であり、Ｖタッチの場合の一例
を第１図‘ｃ｝に８で示す）を（オンラインで）知るこ
とは、極めて重要である。
図である。一方、Ｖタッチ（素材の端面同志が非平行の
Ｖ字状の状態で内面側が先に接触すること）および逆Ｖ
タッチ（素材の端面同志が非平行の逆Ｖ字状の状態で外
面側が先に接触すること）の場合は、素管の内面側およ
び外面側でＶ収束点位置が垂直方向で一致せず、入熱お
よびスクイズ量が内面側および外面側で不均一になりや
すく、その結果、良好な溶嬢ビード（形状）が得られず
、最終的に溶接欠陥のある不良品が製造されるおそれが
あるという問題がある。従って、電縫管製造において、
素材の端の突合せ角度（素材機面同志のなす角度、例え
ば１タッチの場合は００であり、Ｖタッチの場合の一例
を第１図‘ｃ｝に８で示す）を（オンラインで）知るこ
とは、極めて重要である。
従来、このような点から、実闇昭５５−５５９１３号公
報に記載の技術が知られている。即ち、電縫管製造にお
いて、内面および外面の溶接部（ビード）の温度差を検
出し、その温度差が素材の突合せ角度と対応することか
ら、前記検出結果に基づいて突合せ角度を検出するもの
である。しかしながら、このような方法においては、次
のような問題がある。即ち、温度測定位置が溶接点（Ｖ
収束点）に近いと、溶接ビードの温度が溶接入熱大（即
ち最通入熱付近）の状態では溶鋼そのものの温度となる
ことから、最適入熱付近で測定温度が飽和（即ち、入熱
が増大しても測定温度はほとんど増加しない）してしま
い、一方、温度測定位置が溶接点から遠いと、凝固後の
ビードの温度を測定することになることから、測定結果
はハンチング（測定値が大きく変動すること）してしま
い、このようなことから、素材の突合せ角度と正確に対
応する温度差の得られる測定位置を得ることは困難であ
り、結局、このような溶接温度をパラメータとする方法
においては、精度の良い突合せ角度検出を行なうことは
できなかった。そこで本発明者等は、以上のような問題
を解消すべく研究を行なった結果、次に示すような知見
を得た。
報に記載の技術が知られている。即ち、電縫管製造にお
いて、内面および外面の溶接部（ビード）の温度差を検
出し、その温度差が素材の突合せ角度と対応することか
ら、前記検出結果に基づいて突合せ角度を検出するもの
である。しかしながら、このような方法においては、次
のような問題がある。即ち、温度測定位置が溶接点（Ｖ
収束点）に近いと、溶接ビードの温度が溶接入熱大（即
ち最通入熱付近）の状態では溶鋼そのものの温度となる
ことから、最適入熱付近で測定温度が飽和（即ち、入熱
が増大しても測定温度はほとんど増加しない）してしま
い、一方、温度測定位置が溶接点から遠いと、凝固後の
ビードの温度を測定することになることから、測定結果
はハンチング（測定値が大きく変動すること）してしま
い、このようなことから、素材の突合せ角度と正確に対
応する温度差の得られる測定位置を得ることは困難であ
り、結局、このような溶接温度をパラメータとする方法
においては、精度の良い突合せ角度検出を行なうことは
できなかった。そこで本発明者等は、以上のような問題
を解消すべく研究を行なった結果、次に示すような知見
を得た。
即ち、露縫管製造において、秦管の外面の溶援部のビー
ド高さと、同内面のビードの高さとの差と、素材の端面
同志の突合せ角度との間には、第２図に示す通り、一定
の関係がある。従って、この外面および内面のビード高
さの差を求めることができれば、素材の突合せ角度を極
めて正確に検出することができる。図中、外面のピード
高さがＺｏ、内面のピード高さがＺｉ、８が突合せ角で
あり、Ｖタッチの場合８＞０、逆Ｖタッチの場合８＜０
である。この発明は、上記知見に基づいてなされたもの
で、ビードカット前の黍管の外面溶接部および内面溶援
部にそれぞれスリット光を照射し「前記外面溶接部およ
び前記内面熔接部にそれぞれ形成された前記スリット光
照射による光切断プロフィールを、光学受像手段により
それぞれ受像し、前記光学受像手段の受像信号から前記
外面熔接部のビード高さと、前記内面溶接部のビード高
さとの差を検出し、かくして得られた検出結果に基づい
て、素材の突合せ角度を検出する電燈管製造における素
材の突合せ角度検出方法としたことに特徴を有する。
ド高さと、同内面のビードの高さとの差と、素材の端面
同志の突合せ角度との間には、第２図に示す通り、一定
の関係がある。従って、この外面および内面のビード高
さの差を求めることができれば、素材の突合せ角度を極
めて正確に検出することができる。図中、外面のピード
高さがＺｏ、内面のピード高さがＺｉ、８が突合せ角で
あり、Ｖタッチの場合８＞０、逆Ｖタッチの場合８＜０
である。この発明は、上記知見に基づいてなされたもの
で、ビードカット前の黍管の外面溶接部および内面溶援
部にそれぞれスリット光を照射し「前記外面溶接部およ
び前記内面熔接部にそれぞれ形成された前記スリット光
照射による光切断プロフィールを、光学受像手段により
それぞれ受像し、前記光学受像手段の受像信号から前記
外面熔接部のビード高さと、前記内面溶接部のビード高
さとの差を検出し、かくして得られた検出結果に基づい
て、素材の突合せ角度を検出する電燈管製造における素
材の突合せ角度検出方法としたことに特徴を有する。
以下この発明を図面を参照しながら説明する。第３図は
この発明を実施するための竜総鋼管の外面溶接部断面形
状検出装置の説明図である。図示されるように、左右１
対のスクイズロール１（図では一方のみ示す）により素
材２に所定圧を加え、一方スクイズロール１の手前にお
いて素材２にコンタクトチップ３を当接させ、高周波発
振器４からの高周波電流を「 コンタクトシュー５を介
して素材２に供Ｖ給し、かくして、素材２の突合せ部分
を加熱、加圧して溶接することによって素管２′が形成
される。Ｉａはトップロールである。溶接によって外面
に生じたビード６はカッタ７によって削り落される。８
はスポット光をスリット光に変換するためのシリンドリ
カルレンズ、９はＩＴＶカメラであり、シリンドリカル
レンズ８とＩＴＶカメラ９とは、互いに近接しており、
光軸が実質的に平行であり、かつ両光軸が実質的に素菅
２′の管軸に直交している。
この発明を実施するための竜総鋼管の外面溶接部断面形
状検出装置の説明図である。図示されるように、左右１
対のスクイズロール１（図では一方のみ示す）により素
材２に所定圧を加え、一方スクイズロール１の手前にお
いて素材２にコンタクトチップ３を当接させ、高周波発
振器４からの高周波電流を「 コンタクトシュー５を介
して素材２に供Ｖ給し、かくして、素材２の突合せ部分
を加熱、加圧して溶接することによって素管２′が形成
される。Ｉａはトップロールである。溶接によって外面
に生じたビード６はカッタ７によって削り落される。８
はスポット光をスリット光に変換するためのシリンドリ
カルレンズ、９はＩＴＶカメラであり、シリンドリカル
レンズ８とＩＴＶカメラ９とは、互いに近接しており、
光軸が実質的に平行であり、かつ両光軸が実質的に素菅
２′の管軸に直交している。
従って、シリンドリカルレンズ８とＩＴＶカメラ９とは
、物理的に可能な限り接近させることができ、そして、
トップロールｌａと、カッタ７との間に、素管２′に近
接して配置されている。１川まケーシングであり、ケー
シング１０内に、シリンドリカルレンズ８、ＩＴＶカメ
ラ９、およびシリンドリカルレンズ８からのスリット光
８ａを屈折させるためのミラー１１が固定されており、
ケーシング１０の下部には、閉口１０ａが形成されてお
りケーシング１０は、図示しない支持手段によって不動
に固定されている。なお、ＩＴＶカメラ９は、その光軸
を素管２′のビード６上に位置させ、ミラー１１は、ビ
ード６上のＩＴＶカメラ９の光軸位置６Ａにシリンドリ
カルレンズ８からのスリット光をこれが管軸と直交する
方向に照射させるように配置されている。１２はしーザ
光発生器、１３はしーザ光発生器１２からのレーザ光を
シリンドリカルレンズ８‘こ導くためのオプチカルフア
ィバ、１４はＩＴＶカメラ９からの信号をとり出すため
のケーブル、１５はケーブル１４からの信号を入力する
ＣＲＴ（ブラウン管）、１６は同解析装置である。
、物理的に可能な限り接近させることができ、そして、
トップロールｌａと、カッタ７との間に、素管２′に近
接して配置されている。１川まケーシングであり、ケー
シング１０内に、シリンドリカルレンズ８、ＩＴＶカメ
ラ９、およびシリンドリカルレンズ８からのスリット光
８ａを屈折させるためのミラー１１が固定されており、
ケーシング１０の下部には、閉口１０ａが形成されてお
りケーシング１０は、図示しない支持手段によって不動
に固定されている。なお、ＩＴＶカメラ９は、その光軸
を素管２′のビード６上に位置させ、ミラー１１は、ビ
ード６上のＩＴＶカメラ９の光軸位置６Ａにシリンドリ
カルレンズ８からのスリット光をこれが管軸と直交する
方向に照射させるように配置されている。１２はしーザ
光発生器、１３はしーザ光発生器１２からのレーザ光を
シリンドリカルレンズ８‘こ導くためのオプチカルフア
ィバ、１４はＩＴＶカメラ９からの信号をとり出すため
のケーブル、１５はケーブル１４からの信号を入力する
ＣＲＴ（ブラウン管）、１６は同解析装置である。
従って、以上のような構成により、レーザ光発生器１２
で発生したレーザ光が、オプチカルフアィバ１３を通っ
てシリンドリカルレンズ８からスリット光８ａとして投
光され、このスリット光８ａはミラー１１によって屈析
し、屈祈光８ｂとなってビード６上のＩＴＶカメラ９の
光軸位置６Ａに管周にそって照射され、ここにビード６
およびその周辺の断面形状に対応した光切断プロフィー
ルが形成され、その反射光８ｃはＩＴＶカメラ９に入射
する。かくしてＩＴＶカメラ９によって得られた光切断
プロフィール検出信号は、ＣＲＴ１５に入力され、ここ
でそのプロフィールに対応した正確な形状（第４図にそ
の画像の一例を示す）が得られ、さらに、解析装置１６
に入力されて、そのビード高さ（一例として、第４図に
日で示す）が解析されて検出され、その検出結果が演算
器１７に入力される。第５図はこの発明を実施するため
の亀総鋼管の内面溶接部断面形状検出装置の説明図であ
る。
で発生したレーザ光が、オプチカルフアィバ１３を通っ
てシリンドリカルレンズ８からスリット光８ａとして投
光され、このスリット光８ａはミラー１１によって屈析
し、屈祈光８ｂとなってビード６上のＩＴＶカメラ９の
光軸位置６Ａに管周にそって照射され、ここにビード６
およびその周辺の断面形状に対応した光切断プロフィー
ルが形成され、その反射光８ｃはＩＴＶカメラ９に入射
する。かくしてＩＴＶカメラ９によって得られた光切断
プロフィール検出信号は、ＣＲＴ１５に入力され、ここ
でそのプロフィールに対応した正確な形状（第４図にそ
の画像の一例を示す）が得られ、さらに、解析装置１６
に入力されて、そのビード高さ（一例として、第４図に
日で示す）が解析されて検出され、その検出結果が演算
器１７に入力される。第５図はこの発明を実施するため
の亀総鋼管の内面溶接部断面形状検出装置の説明図であ
る。
７′は素管２′の内面ビードを切削するためのカッタ、
１８はカッタ７′を固定したマンドレルバ−である。
１８はカッタ７′を固定したマンドレルバ−である。
マンドレルバー１８には、カツタ７′の前にケーシング
１０′が取り付けられており、ケーシング１０′内には
、シリンドリカルレンズ８′と、ＩＴＶカメラ９′とを
固定してあり、このシリンドリカルレンズ８′とＩＴＶ
カメラ９′とは、互いに近接しており、光軸が実質的に
平行であり、かつ両光軸が実質的に素管２′の管軸と平
行している。従って、シリンドリカルレンズ８′とＩＴ
Ｖカメラ９′とは、物理的に可能な限り接近させること
ができ、そして、マンドレルバー１８と素管２′の内面
との間に配置されている。ケーシング１０′の上部には
、開ロー０′ａが形成されており、シリンドリカルレン
ズ８′からのスリット光は、ケーシング１０′内に固定
されたミラー１１′ａ，１１′ｂによって屈折され、開
ロー０′ａを通して、素管２′の内面のビード６′およ
びその周辺、即ち熔接部に、管周にそって照射され、こ
こに、光切断プロフィールが形成される。かくして内面
溶接部に形成された、その内面断面形状に対応した光切
断プロフィールの反射光は、開口１０′ａを通り、ケー
シング１０′内においてケーシング１０′に固定された
ミラー１１′ｃによって屈折されてＩＴＶカメラ９′に
入射される。なお、１３′はしーザ光発生器（図示せず
）からのスポット光としてのレーザ光をシリンドリカル
レンズ８′に導くためのオプチカルフアィバ、１４′は
ＩＴＶカメラ９′からの信号をとり出すためのケーブル
であり、このケーブル１４′は、図示しないＣＲＴおよ
び解析装置に入力される。従って、以上のような構成に
よって、レーザ光発生器で発生したレーザ光が、オプチ
カルフアィバ１３′を通ってシリンドリカルレンス８′
からスリット光として投光され、ミラー１１′ａ，Ｉ１
′ｂによって屈折され、溶接部に管周に沿って照射され
し照射されたスリット光により、ここにビ−ド６′およ
びその周辺の（溶接部の）断面形状に対応した光切断プ
ロフィールが形成され、その反射光は、ミラー１ １′
ｃにより屈折されＩＴＶカメラ９′に入射する。
１０′が取り付けられており、ケーシング１０′内には
、シリンドリカルレンズ８′と、ＩＴＶカメラ９′とを
固定してあり、このシリンドリカルレンズ８′とＩＴＶ
カメラ９′とは、互いに近接しており、光軸が実質的に
平行であり、かつ両光軸が実質的に素管２′の管軸と平
行している。従って、シリンドリカルレンズ８′とＩＴ
Ｖカメラ９′とは、物理的に可能な限り接近させること
ができ、そして、マンドレルバー１８と素管２′の内面
との間に配置されている。ケーシング１０′の上部には
、開ロー０′ａが形成されており、シリンドリカルレン
ズ８′からのスリット光は、ケーシング１０′内に固定
されたミラー１１′ａ，１１′ｂによって屈折され、開
ロー０′ａを通して、素管２′の内面のビード６′およ
びその周辺、即ち熔接部に、管周にそって照射され、こ
こに、光切断プロフィールが形成される。かくして内面
溶接部に形成された、その内面断面形状に対応した光切
断プロフィールの反射光は、開口１０′ａを通り、ケー
シング１０′内においてケーシング１０′に固定された
ミラー１１′ｃによって屈折されてＩＴＶカメラ９′に
入射される。なお、１３′はしーザ光発生器（図示せず
）からのスポット光としてのレーザ光をシリンドリカル
レンズ８′に導くためのオプチカルフアィバ、１４′は
ＩＴＶカメラ９′からの信号をとり出すためのケーブル
であり、このケーブル１４′は、図示しないＣＲＴおよ
び解析装置に入力される。従って、以上のような構成に
よって、レーザ光発生器で発生したレーザ光が、オプチ
カルフアィバ１３′を通ってシリンドリカルレンス８′
からスリット光として投光され、ミラー１１′ａ，Ｉ１
′ｂによって屈折され、溶接部に管周に沿って照射され
し照射されたスリット光により、ここにビ−ド６′およ
びその周辺の（溶接部の）断面形状に対応した光切断プ
ロフィールが形成され、その反射光は、ミラー１ １′
ｃにより屈折されＩＴＶカメラ９′に入射する。
かくしてＩＴＶカメラ９′によって得られた光切断プロ
フィール検出信号は、ＣＲＴに入力され、ここでそのプ
ロフィールに対応した正確な形状（第６図にその画像の
一例を示す）が得られ、さらに解析装置に入力されて、
そのビード高さ（一例として第６図にＨ′で示す）が解
析されて検出され、その検出結果が演算器１７（第３図
）に入力される。かくして検出された、素管２′の外面
溶接部のビード高さの検出値と、内面溶接部のビード高
さの検出値との差が演算器１７において演算され、さら
にここにおいて、この演算結果にもとづいて、素材２の
突合せ角度が正確に演算され、この突合せ角度演算結果
は、記録計、突合せ角度を制御するための制御装置等に
入力される。
フィール検出信号は、ＣＲＴに入力され、ここでそのプ
ロフィールに対応した正確な形状（第６図にその画像の
一例を示す）が得られ、さらに解析装置に入力されて、
そのビード高さ（一例として第６図にＨ′で示す）が解
析されて検出され、その検出結果が演算器１７（第３図
）に入力される。かくして検出された、素管２′の外面
溶接部のビード高さの検出値と、内面溶接部のビード高
さの検出値との差が演算器１７において演算され、さら
にここにおいて、この演算結果にもとづいて、素材２の
突合せ角度が正確に演算され、この突合せ角度演算結果
は、記録計、突合せ角度を制御するための制御装置等に
入力される。
以上説明したように、この発明においては、溶接温度そ
のものをパラメータとせず、外面および内面のビード高
さの差をパラメータとすることによって、極めて正確に
素材の突合せ角度を検出することができる。
のものをパラメータとせず、外面および内面のビード高
さの差をパラメータとすることによって、極めて正確に
素材の突合せ角度を検出することができる。
第１図ａは１タッチの場合の素材の突合せ部分を示す図
、第１図ｂはこの場合のビードの形状の一例を示す図、
第１図ｃはＶタッチの場合の素材の突合せ角度を説明す
る図、第２図は素管の外面および内面のビード高さの差
と、素材の突合せ角度との関係を示す図、第３図はこの
発明を実施するための電縫鋼管の外面溶接部断面形状検
出装置の説明図、第４図および第６図はそれぞれＣＲＴ
による外面および内面のビード検出形状画像の一例を示
す図、第５図はこの発明を実施するための電縫鋼管の内
面熔接部断面形状検出装置の説明図である。 ２・・・素材、２′・・・素管、６，６′・・・ビード
、８，８′…シリンドリカルレンズ、９，９′・・・Ｉ
ＴＶカメラ、１６・・・解析装置、１７・・・演算器。 弟ｌ図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
、第１図ｂはこの場合のビードの形状の一例を示す図、
第１図ｃはＶタッチの場合の素材の突合せ角度を説明す
る図、第２図は素管の外面および内面のビード高さの差
と、素材の突合せ角度との関係を示す図、第３図はこの
発明を実施するための電縫鋼管の外面溶接部断面形状検
出装置の説明図、第４図および第６図はそれぞれＣＲＴ
による外面および内面のビード検出形状画像の一例を示
す図、第５図はこの発明を実施するための電縫鋼管の内
面熔接部断面形状検出装置の説明図である。 ２・・・素材、２′・・・素管、６，６′・・・ビード
、８，８′…シリンドリカルレンズ、９，９′・・・Ｉ
ＴＶカメラ、１６・・・解析装置、１７・・・演算器。 弟ｌ図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- １ ビードカツト前の素管の外面溶接部および内面溶接
部にそれぞれスリツト光を照射し、 前記外面溶接部お
よび前記内面溶接部にそれぞれ形成された前記スリツト
光照射による光切断プロフイールを、光学受像手段によ
りそれぞれ受像し、 前記光学受像手段の受像信号から
前記外面溶接部のビード高さと、前記内面溶接部のビー
ド高さとの差を検出し、 かくして得られた検出結果に
基づいて、素材の突合せ角度を検出することを特徴とす
る電縫管製造における素材の突合せ角度検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2290181A JPS607585B2 (ja) | 1981-02-20 | 1981-02-20 | 電縫管製造における素材の突合せ角度検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2290181A JPS607585B2 (ja) | 1981-02-20 | 1981-02-20 | 電縫管製造における素材の突合せ角度検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57139480A JPS57139480A (en) | 1982-08-28 |
| JPS607585B2 true JPS607585B2 (ja) | 1985-02-26 |
Family
ID=12095543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2290181A Expired JPS607585B2 (ja) | 1981-02-20 | 1981-02-20 | 電縫管製造における素材の突合せ角度検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS607585B2 (ja) |
-
1981
- 1981-02-20 JP JP2290181A patent/JPS607585B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57139480A (en) | 1982-08-28 |
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