JPS608143B2 - Welding heat input control method in ERW pipe manufacturing - Google Patents

Welding heat input control method in ERW pipe manufacturing

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JPS608143B2
JPS608143B2 JP8881881A JP8881881A JPS608143B2 JP S608143 B2 JPS608143 B2 JP S608143B2 JP 8881881 A JP8881881 A JP 8881881A JP 8881881 A JP8881881 A JP 8881881A JP S608143 B2 JPS608143 B2 JP S608143B2
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Japan
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heat input
amount
bead
welding
welding heat
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和夫 佐野
豊 三原
勝治朗 渡部
登志男 大川
孝司 鈴木
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Nippon Kokan Ltd
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K13/00Welding by high-frequency current heating
    • B23K13/01Welding by high-frequency current heating by induction heating
    • B23K13/02Seam welding

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電縫管製造において光切断法により得られ
たビード形状検出結果に基づいて溶接入熱を適正範囲内
になるように制御する方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for controlling welding heat input to within an appropriate range based on bead shape detection results obtained by optical cutting in the manufacture of electric resistance welded pipes.

雷総管製造においては、溶接入熱を、適正な範囲に保持
することが、良好な溶接部品質を得るために必要である
In the production of lightning pipes, it is necessary to maintain welding heat input within an appropriate range in order to obtain good weld quality.

従来、露縫管製造において、溶接点近傍の熔接温度を測
定し、その測定結果に基づいて、電縫溶接用高周波発振
器の電圧を制御して、溶接入熱を適正な所定の許容範囲
に保持することからなる溶接入熱制御法が知られている
Conventionally, in the manufacture of open-seam pipes, the welding temperature near the welding point was measured, and based on the measurement results, the voltage of the high-frequency oscillator for electric resistance welding was controlled to maintain the welding heat input within an appropriate predetermined tolerance range. A welding heat input control method is known.

しかしながら、このような従釆の漆薮入熱制御法におい
ては次のような問題がある。
However, this method of controlling the heat input of lacquer bushes has the following problems.

即ち、溶接温度を精度よく測定するために、溶接点近傍
を頚。定位層としている。このため、熔後入熱が大きく
なるにつれて、ビード部に高温の溶鋼が排出され、溶鋼
の温度を測定する傾向が強まり測定値が飽和するように
なる。従って、低入熱では適正な入熱制御が行なえるが
、高入熱域では、正確な入熱制御を行なうことができず
。入熱過大の高入熱城で生じる酸化物性の介在物による
溶接欠陥(ベネトレータ)を防ぐことが困難となる。そ
こで本発明者等は、従来の溶接入熱制御法における以上
のような問題を鱗決すべ〈研究を行なった結果、次に示
す通りの知見を得た。
In other words, in order to accurately measure the welding temperature, the neck is placed near the welding point. It is used as a localization layer. For this reason, as the heat input after melting increases, high temperature molten steel is discharged to the bead portion, and the tendency to measure the temperature of molten steel becomes stronger, and the measured value becomes saturated. Therefore, although proper heat input control can be performed in a low heat input range, accurate heat input control cannot be performed in a high heat input range. It becomes difficult to prevent welding defects (venerators) due to oxide inclusions that occur in high heat input castles with excessive heat input. Therefore, the present inventors conducted research to determine the above-mentioned problems in the conventional welding heat input control method, and as a result, the following findings were obtained.

■ 溶接入熱と、溶接温度との関係は、その一例を示す
第1図イに示す通りであり(溶接入熱は第1図口,ハ,
二,ホ,へ,と共通)、適正溶接が行なえる所定の許客
入熱範囲(図中2本の線a,b間の範囲)は、溶接温度
の飽和領域に近接しており、熔接温度は極めてわずかし
か変化しない。
■ The relationship between welding heat input and welding temperature is as shown in Figure 1 A, which shows an example.
(Common to 2, E, and He), the predetermined allowable heat input range (range between the two lines a and b in the figure) in which proper welding can be performed is close to the saturation region of the welding temperature, and the welding temperature is The temperature changes very little.

従って、溶接温度測定結果によっては、適正な入熱制御
が困難である。■(ィー 後述する光切断法によって得
られたビードカット前の溶接ビードの断面形状測定結果
におけるビード先端部のオーバーハング量(定義は後述
する)と、溶薮入熱とは、第1図口に示すように、高入
熱域において、入熱の増加に対応してオーバーハング量
が増加するという関係がある(オーバーハングを持つビ
ード形状の一例を第2図イに示す。
Therefore, appropriate heat input control is difficult depending on the welding temperature measurement results. ■(ee) The amount of overhang at the bead tip (definition will be described later) and the heat input in the weld bead in the cross-sectional shape measurement results of the weld bead before bead cutting obtained by the optical sectioning method described later are shown in Figure 1. As shown in Figure 2, there is a relationship in which the amount of overhang increases in response to an increase in heat input in a high heat input region (Fig. 2A shows an example of a bead shape with an overhang.

{o’同光切断法によるビード先端部の曲率(定義は後
述する)と、溶接入熱とは、第1図ハに示すように、入
熱の適正な領域を中心として入熱の増加に対応して曲率
1/pが減少するという関係がある(入熱の適正なとき
のビード形状の一例を第2図口に示す)。し一 同光切
断法によるビード先端部の凹み量(定義は後述する)と
、溶接入熱とは、第1図二に示すように、入熱不足の領
域において、入熱の増加につれて凹み量が減少するとい
う関係がある(入熱不足のときのビード形状の一例を第
2図ハに示す。6同光切断法による溶接ビードの管周万
向中央部の高さの変動量(定義は後述する)と、溶接入
熱とは、第1図ホに示すようにト入熱の適正な領域を中
心として入熱の増加に対応して高さの変動量が増加する
という関係がある。
{o' The curvature of the bead tip (definition will be described later) by the same optical cutting method and the welding heat input are defined as the increase in heat input centered on the appropriate heat input area, as shown in Fig. There is a relationship in which the curvature 1/p correspondingly decreases (an example of the bead shape when heat input is appropriate is shown in Figure 2). However, as shown in Figure 1-2, the amount of dent at the bead tip (definition will be described later) due to the same light cutting method and the welding heat input are the amount of dent as the heat input increases in the region of insufficient heat input. (An example of the bead shape when there is insufficient heat input is shown in Figure 2 C. (to be described later) and welding heat input have a relationship in which the amount of variation in height increases in response to an increase in heat input centering on a region where the heat input is appropriate, as shown in FIG. 1E.

N 同光切断法による溶接ビードの下端の管周方向の幅
(以下“下端幅”という)の変動量(定義は後述する)
と、溶接入熱とは、第1図へに示すように、高入熱域に
おいて、入熱の増加につれて下端幅が増加するという関
係がある。■ 従って、溶接入熱の増減に対応して変化
する、光切断法により得られた、ビードカツト前の、溶
接ビードの、高さの変動量「下端幅の変動量、先端部の
凹み量「曲率、およびオーバーハング量の少なくとも1
つの検出結果に基づいて、溶接入熱を決定する高周波発
振器の電圧を制御すれば、ビードの先端部を、たとえば
所定の曲率または所定のオーバーハング量を持つ形状に
することができ、従って、溶接温度を測定することなく
、溶接入熱を適正範囲内に保持して雷縫管製造を行なう
ことができる。
N Amount of variation in the circumferential width of the lower end of the weld bead (hereinafter referred to as "lower end width") by the same optical cutting method (definition will be given later)
As shown in FIG. 1, there is a relationship between the welding heat input and the welding heat input such that the lower end width increases as the heat input increases in the high heat input region. ■ Therefore, the amount of variation in the height of the weld bead before bead cutting, the amount of variation in the width of the lower end, the amount of concavity at the tip, and the amount of curvature of the weld bead before bead cutting, which change in response to increases and decreases in welding heat input, are obtained using the optical cutting method. , and at least 1 of the overhang amount
By controlling the voltage of the high-frequency oscillator that determines the welding heat input based on the two detection results, it is possible to shape the tip of the bead, for example, with a predetermined curvature or a predetermined amount of overhang. It is possible to manufacture thunder welded tubes while maintaining welding heat input within an appropriate range without measuring temperature.

この発明は、上記■〜■の知見に基づいてなされたもの
で、光切断法により得られた、ビードカット前の、溶接
ビードの、高さの変動量、下端幅の変動量、先端部の凹
み量、先端部の曲率、および先端部のオーバーハング量
の少なくとも1つの検出結果に基づいて、熔接入熱を決
定する露縫熔接用高周波発振器の電圧を制御して、溶接
入熱を適正範囲内にする露縫管製造における溶接入熱制
御方法としてことに特徴を有する。
This invention was made based on the above-mentioned findings from ■ to ■, and the amount of variation in height, the amount of variation in lower end width, and the amount of variation in the tip of a weld bead before bead cutting obtained by optical cutting method. Based on the detection result of at least one of the amount of dent, the curvature of the tip, and the amount of overhang of the tip, the voltage of the high-frequency oscillator for open seam welding that determines the welding heat input is controlled to keep the welding heat input within an appropriate range. This method is particularly featured as a method for controlling welding heat input in the manufacture of open seam pipes.

以下この発明を実施例により図面を参照しながら説明す
る。
The present invention will be explained below by way of examples with reference to the drawings.

第3図はこの発明を実施するための、霞縫溶接鋼管の熔
接入熱制御装置の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a welding heat input control device for welded steel pipes for implementing the present invention.

図示されるように、板材1を管状に成形し、高周波発振
器2からの高周波電力をコンタクトチップ2aを通して
板材1に供給して板材1側端を加熱し、かつ、図示しな
いスクイズロールによって板材1を加圧してその突合せ
部を露総溶接することによって得られた素菅1′は矢印
aの方向に進行し、その上部のビード3が、所定温度を
保っているうちに、図示しないカツタにより削落される
。素管1′の溶接直後のピード3およびその周辺部(溶
接部)に、素管1′の直上に設けてあるシリンドリカル
レンズ4から単一波長のスリット光5が照射される。6
はしザー光発生装・層であり、ここから例えば4416
Aの波長のHe−Cdレーザ光がオプチカルフアイバ7
を通してシリンドリカルレンズ41こ供給され、スリッ
ト光5となり、例えば素管】′の管軸に対して10〜4
0oの角度で斜めに、かつ管周にそって素管1′の溶接
部に照射される。
As shown in the figure, a plate material 1 is formed into a tubular shape, high frequency power from a high frequency oscillator 2 is supplied to the plate material 1 through a contact tip 2a to heat the side edge of the plate material 1, and the plate material 1 is rolled by a squeeze roll (not shown). The raw pipe 1' obtained by welding the butt portions under pressure advances in the direction of arrow a, and while the bead 3 at the top is maintained at a predetermined temperature, it is cut with a cutter (not shown). be dropped. A single-wavelength slit light 5 is irradiated from a cylindrical lens 4 provided directly above the raw tube 1' to the pea 3 and its surrounding area (welded part) of the raw tube 1' immediately after welding. 6
It is a ladder light generating device/layer, from which, for example, 4416
The He-Cd laser beam of wavelength A is transmitted to the optical fiber 7.
A cylindrical lens 41 is supplied through the cylindrical lens 41 to form a slit light 5, which is e.g.
The beam is irradiated obliquely at an angle of 0o and along the circumference of the pipe onto the welded part of the raw pipe 1'.

かくして、泰管1′の溶接部に生じた単一波長のスリッ
ト光5照射による溶接部断面形状に対応した光切断プロ
フィール3′(からの反射光)は「素替1′の上方に設
けられた、スリット光5の持つ波長を通過中心帯城とし
ている狭帯城干渉フィル夕8を通って、周囲光および溶
接直後のビード3から発生した白熱光の影響が除かれて
ITVカメラ9で受像される。ITVカメラ9からの光
切断プロフィール受像信号は、フレームメモリ10に送
られ、ここでそのプロフィールに対応した画像(形状)
データが記憶される。フレーム〆モリ盲QIこおける。
オーバーハングを持つビードの光切断プロフィールの受
像信号(画像)の一例を第4図に示す。第2図イに示す
ように、ビード先端部の両側がたれてくると、このたれ
たピード部分がその上方から照射されたスリット光を遮
断するので、第4図に示すような不連続なプロフィール
が形成される。11はフレームメモリ1川こ記憶された
画像データを直交するX軸およびY軸からなるサンプリ
ング座標においてサンプリングするための所要数の縦走
査信号および横走査信号を時系列的に発生させるサンプ
リングライン選択信号発生回路、12は前記縦または横
走査信号によってサンプリングされたフレームメモリー
0における画像(形状)データの、サンプリング座標中
の縦または横走査信号上の最大輝度を、各走査信号毎に
検出する最大輝度検出回路、13は、最大輝度検出回路
12からの検出出力に基づいて、最大輝度を与える、縦
または横走査信号上の座標(縦走査信号の場合はY座標
、横走査信号の場合はX座標)を、各走査信号毎に1次
元的に記憶する1次元メモリ、14は1次元メモリ13
の記憶デー夕に基づいて、ビード形状、即ち、高さの変
動量、下端幅の変動量、凹み量、オーバーハング量、お
よび曲率を演算する形状指数演算器、15は、形状指数
演算器14の出力に基づいて、高周波発振器2のAVR
(自動電圧調整器)16の電圧を制御する演算器である
In this way, the light cutting profile 3' (reflected light from) corresponding to the cross-sectional shape of the welded part generated by the irradiation of the single-wavelength slit light 5 on the welded part of the Thai tube 1' is generated in the welded part 1'. In addition, it passes through a narrow-band interference filter 8 whose center band passes through the wavelength of the slit light 5, and the influence of ambient light and incandescent light generated from the bead 3 immediately after welding is removed, and the image is received by an ITV camera 9. The optical cutting profile reception signal from the ITV camera 9 is sent to the frame memory 10, where an image (shape) corresponding to the profile is stored.
Data is stored. Frame ends with blind QI.
An example of a received signal (image) of a photocutting profile of a bead with an overhang is shown in FIG. As shown in Figure 2A, when both sides of the bead tip sag, these sagging bead parts block the slit light irradiated from above, resulting in a discontinuous profile as shown in Figure 4. is formed. Reference numeral 11 denotes a sampling line selection signal for time-sequentially generating the required number of vertical scanning signals and horizontal scanning signals for sampling the image data stored in the frame memory 1 in sampling coordinates consisting of orthogonal X and Y axes. The generating circuit 12 is a maximum brightness that detects the maximum brightness on the vertical or horizontal scanning signal in the sampling coordinates of the image (shape) data in frame memory 0 sampled by the vertical or horizontal scanning signal for each scanning signal. A detection circuit 13 determines the coordinate on the vertical or horizontal scanning signal (Y coordinate in the case of a vertical scanning signal, X coordinate in the case of a horizontal scanning signal) that gives the maximum luminance based on the detection output from the maximum luminance detection circuit 12. ) for each scanning signal one-dimensionally, 14 is a one-dimensional memory 13
A shape index calculator 15 calculates the bead shape, that is, the amount of variation in height, the amount of variation in lower end width, the amount of depression, the amount of overhang, and the curvature based on the stored data. Based on the output of the high frequency oscillator 2, the AVR of the high frequency oscillator 2
(Automatic voltage regulator) This is an arithmetic unit that controls the voltage of 16.

17はITVカメラ9およびフレームメモリ10の画像
監視用のCRTである。
17 is a CRT for monitoring images of the ITV camera 9 and frame memory 10;

このような構成によって、行なわれた光切断プロフィー
ル受像信号の処理の一例のフローチャートを第5図に示
す。
FIG. 5 shows a flowchart of an example of processing of a light-cut profile image reception signal performed by such a configuration.

即ち、一例として、第6図イに示す、フレームメモリ1
0に記憶された画像(形状)信号は、サンプリングライ
ン選択信号発生回路11からの縦走査信号(第6図イで
はX軸にそって順次発生する所要数の信号のうちの1本
の信号xsのみ示す)毎に最大輝度を与えるY軸上の座
標(第6図ロ参照。×sに対応する座標はys)が最大
輝度検出回路12によって検出され、この検出結果が1
次元メモリ13に記憶され、かくして得られた記憶デー
外こ基づいて、形状指数演算器14において後述するよ
うにしてビード先端部の凹みの有無が検出され、さらに
ここで凹みがある場合は、演算器15の凹み量に対応し
た検出値を出力する。第4図に示すように、凹みがない
場合は、縦走査信号のサンプリングにより形状指数演算
器14で得られた最高点の座標P*(x*,y*)を与
えるx*に基づいてサンプリングライン選択信号発生回
路11から横走査信号をフレームメモリ10に入力し、
ここに記載された画像信号を走査し、各横走査信号毎に
、画像信号における光切断プロフィールからの反射光受
光レベルで2値化された画像明部を、最大輝度検出回路
12においてx*の左右で各々検出し、オーバーハング
があれば、このうち少なくとも1つの横走査信号は明部
(画像信号)を検出できないので、オーバーハングのあ
ることが形状指数演算器14で検出され、さらに、ここ
で後述するようにして、オーバーハング量が演算され、
これに対応した検出値が演算器15に出力される。オー
バーハングがない場合、即ち各横走査信号が頭部を検出
した場合は、形状指数演算器14において、縦走査信号
による1次元メモリ13からのデータから、後述するよ
うにしてビード先端部の曲率を演算しこれを演算器15
に出力する。ついで上述したビード先端部の凹み、オー
バーハング、および曲率の演算の具体的方法の一例につ
いて説明する。
That is, as an example, the frame memory 1 shown in FIG.
The image (shape) signal stored as 0 is a vertical scanning signal from the sampling line selection signal generation circuit 11 (in FIG. 6A, one signal xs of the required number of signals sequentially generated along the X axis The maximum brightness detection circuit 12 detects the coordinate on the Y axis that gives the maximum brightness for each (see Figure 6 (b); the coordinate corresponding to xs is ys), and this detection result is
Based on the memory data obtained in this way, the shape index calculator 14 detects the presence or absence of a dent at the tip of the bead, and if there is a dent, the calculation is performed. A detected value corresponding to the amount of dent in the container 15 is output. As shown in FIG. 4, if there is no dent, sampling is performed based on x* which gives the coordinates P*(x*, y*) of the highest point obtained by the shape index calculator 14 by sampling the vertical scanning signal. inputting a horizontal scanning signal from the line selection signal generation circuit 11 to the frame memory 10;
The image signal described herein is scanned, and for each horizontal scanning signal, the bright part of the image, which is binarized based on the received level of reflected light from the light cutting profile in the image signal, is detected by the maximum brightness detection circuit 12 of x*. If there is an overhang, at least one of the horizontal scanning signals cannot detect a bright area (image signal), so the shape index calculator 14 detects that there is an overhang. The amount of overhang is calculated as described later in
A detected value corresponding to this is output to the calculator 15. When there is no overhang, that is, when each horizontal scanning signal detects a head, the shape index calculator 14 calculates the curvature of the bead tip from the data from the one-dimensional memory 13 based on the vertical scanning signal as described later. Calculate this and use the calculator 15
Output to. Next, an example of a specific method for calculating the recess, overhang, and curvature of the bead tip will be described.

A 凹みの演算 ■ 第7図にフレームメモリ10における画像(形状)
信号の一例を示す図に示すように、xo〜xNまで縦走
査信号線を右方向に移すに従って、y座標が増加して、
最大のy座標(ya)を通過し、一たんy座標が減少し
て最小のy座標(yb)を通過し、再びy座標が増加し
て、増加最高y座懐くyc,ただし泌より小)を通過し
、再び減少して走査が終る。
A Calculation of concavity■ Figure 7 shows the image (shape) in the frame memory 10.
As shown in the diagram showing an example of the signal, as the vertical scanning signal line is moved to the right from xo to xN, the y coordinate increases,
After passing through the maximum y coordinate (ya), the y coordinate decreases, passing through the minimum y coordinate (yb), the y coordinate increases again, and the increase reaches the maximum y coordinate (yc, but smaller than secretion). , and decreases again to end the scan.

■ 従って、このような、縦走査信号を右に移すに従っ
て、少なくとも1つのディップ(yb)をはさんだ2つ
のピーク(匁,yc)がある場合は凹みがあると判断さ
れ、ya,yb,ycを基にして、凹み量yが次式で演
算される。
■ Therefore, if there are two peaks (monme, yc) with at least one dip (yb) in between as the vertical scanning signal moves to the right, it is determined that there is a depression, and ya, yb, yc Based on , the amount of depression y is calculated using the following formula.

y=k{max(匁,yc)−yb} (k:定数) または yニk {1/2(蛇十yc)一yb} ■ また、x。y=k {max(monme, yc)-yb} (k: constant) or ynik {1/2 (snake ten yc) one yb} ■ Also, x.

〜xNまで縦走査信号を右に移すに従って、y座標が増
加して最大のy座標通過し、ついでxNまで再び増加す
ることなくy座標が減少した場合は、凹みがないと判断
する。この場合には、ビード最高点P*(x*,y*)
の座標が検出され記憶される。B オーバーハングの演
算 ■ 第8図に示すように、凹みの演算により得られたビ
ードの最高点P*(x*,y*)の座標に基づいて、x
=x*で画像を2分し、左部のオーバーハング(量)O
L、右部のオーバーハング(量)ORを検出、演算する
As the vertical scanning signal is shifted to the right until xN, the y-coordinate increases, passes the maximum y-coordinate, and then decreases until xN without increasing again, it is determined that there is no dent. In this case, the bead highest point P*(x*,y*)
The coordinates of are detected and stored. B Overhang calculation ■ As shown in Figure 8, x
Divide the image into two by =x* and set the overhang (amount) on the left O
L, detect and calculate the right overhang (amount) OR.

ここではOLについてのみ述べるが、ORも同様にして
行なえる。■ 横走査信号$に沿って、x。
Although only OL will be described here, OR can be performed in the same way. ■ Along the horizontal scanning signal $, x.

ミxミx*の間で2値化された明点があるか否かを検出
する。・SFくさ薄員裏誇るき ,S:検出値これによ
りy。
It is detected whether there is a binarized bright point between mix x mix x*.・SF Kusa Usui Ura Hiragaki , S: Detected value This makes y.

からyNまで走査すると、オーバーハングがある場合は
、第9図に示すように、ls=1が2つに分かれる(オ
ーバーハングがない場合は、ls=1はy,〜y*まで
連続する)。このとき、OLは次式で演算される。OL
:teaニテざ「ハングなしの場合)(オーバーハング
がある場合) k:定数(凹み演算と同一定数) ■ 同様にしてORを演算する。
When scanning from to yN, if there is an overhang, ls = 1 will be divided into two as shown in Figure 9 (if there is no overhang, ls = 1 will continue from y to y*) . At this time, OL is calculated using the following equation. OL
:teaNiteza'If there is no hang) (If there is an overhang) k: Constant (same constant as the concavity calculation) ■ Calculate OR in the same way.

■ 最終的にオーバーハング量0は、次式で演算される
■Finally, the overhang amount of 0 is calculated using the following equation.

0=max(OL,OR)または0=1/2(OL+O
R〉C 曲率の演算 ■ 凹みの演算で得られたビード最高点P*(x*,y
*)の座標を含んだ付近を、縦走査信号により、等間隔
に走査する。
0=max(OL,OR) or 0=1/2(OL+O
R〉C Curvature calculation ■ Bead highest point P* (x*, y
The area including the coordinates of *) is scanned at equal intervals using a vertical scanning signal.

■ かくして得られた、隣接した3つの座標を第10図
に示すように、(xn‐,,y川,),(xn,yn)
,(xn十,,yn+,)として、曲率1/pを下式で
近似し演算する。
■ As shown in Figure 10, the three adjacent coordinates obtained in this way are (xn-,, y-river,), (xn, yn)
, (xn+, yn+,), the curvature 1/p is approximated and calculated using the following formula.

k,,k2:定数(k2は凹み演算のkと同一の定数)
曲率1/pは、複数個のpnの平均値として得る。
k,, k2: constant (k2 is the same constant as k in the concavity calculation)
The curvature 1/p is obtained as the average value of a plurality of pn.

以上のようにして、ビード先端部の凹み量、オーバーハ
ング量、および曲率が演算され、演算器15によって、
これらの演算結果に基づいて、例えば、凹みが検出され
た場合には、凹み量に応じて、オーバーハングが検出さ
れた場合には、オーバーハング量(および必要に応じて
曲率)に応じて、そして凹みおよびオーバーハングが検
出されなかった場合には、曲率に応じて、AVR16が
制御され、かくして、ビード先端部形状が、所定の曲率
またはオーバーハング量になり、即ち、適正な漆綾入熱
となり、良好な溶接部品質が得られる。なお、形状指数
演算器14において、上述した凹み、オーバーハング、
および曲率の演算と並行して、または必要に応じて独立
して、溶接ビードの高さの変動量および/または下端幅
の変動量が演算される。
As described above, the amount of concavity, amount of overhang, and curvature of the bead tip are calculated, and the calculator 15 calculates
Based on these calculation results, for example, if a dent is detected, the calculation is performed according to the amount of the dent, and if an overhang is detected, the calculation is performed according to the amount of overhang (and the curvature if necessary). If no depression or overhang is detected, the AVR 16 is controlled according to the curvature, and the bead tip shape becomes a predetermined curvature or overhang amount, that is, appropriate heat input for lacquer twill. Therefore, good weld quality can be obtained. In addition, in the shape index calculator 14, the above-mentioned dents, overhangs,
In parallel with the calculation of the curvature, or independently as necessary, the amount of variation in the height and/or the amount of variation in the lower end width of the weld bead is calculated.

そのフローチャートの一例を第11図に示す。溶接ビー
ドの高さの変動量は次のようにして演算される。即ち、
フレームメモリ10において、第6図イに示すように、
溶接ビードの管周方向中央部付近に該当する特定の縦走
査信号xhによってサンプリングされたy座標yhを、
1次元メモリ13を介して形状指数演算器14において
時系列的に検出する。その検出結果の一例を第12図に
示す。そして、形状指数演算器14におし、て、第12
図に示すように、時系列的な検出曲線の上下2本の包総
線(図中2点鎖線で示す)間の幅、即ち、溶接ビードの
高さの変動量WHを検出する。また、溶接ビードの下端
幅の変動量WBは次のようにして演算される。即ち、形
状指数演算器14によって、一次元メモリ13の隣接記
憶データの差分が下式に基づいて演算される(第6図イ
参照)。△M=yi十,一yi(1三iミN−1)かく
して得られたデー外こよって、さらに形状指数演算器1
4において、ビード両下端の座標(xL,yL),(x
R,yR)(第6図イ参照)が、下式に基づいて演算さ
れる。
An example of the flowchart is shown in FIG. The amount of variation in the height of the weld bead is calculated as follows. That is,
In the frame memory 10, as shown in FIG.
The y-coordinate yh sampled by a specific vertical scanning signal xh corresponding to the vicinity of the circumferential center of the weld bead is
The shape index calculator 14 detects the data in time series via the one-dimensional memory 13. An example of the detection results is shown in FIG. 12. Then, the 12th
As shown in the figure, the width between the two upper and lower envelope lines (indicated by two-dot chain lines in the figure) of the time-series detection curve, that is, the amount of variation WH in the height of the weld bead is detected. Further, the variation amount WB of the lower end width of the weld bead is calculated as follows. That is, the shape index calculator 14 calculates the difference between adjacent stored data in the one-dimensional memory 13 based on the following formula (see FIG. 6A). △M=yi 10,1 yi (13i min N-1) Based on the data obtained in this way, the shape index calculator 1
4, the coordinates of both lower ends of the bead (xL, yL), (x
R, yR) (see FIG. 6A) is calculated based on the following formula.

△yし>△y* △y夕<△y*(1ミクミL−1) △yR−.<一△y* △Mm>−△y*(Rミm三N−1) (ただし、△y*‘ま適当な定数) これによって、さらに形状指数演算器14において、ビ
ードの下端中Bが、B=kノ(xL一xR)2十(yL
−yR)2(k:定数)に基づいて求められる。
△yshi>△y* △yyu<△y* (1 Mikumi L-1) △yR-. <1△y* △Mm>-△y*(Rmim3N-1) (However, △y*' is an appropriate constant) As a result, the shape index calculator 14 further calculates the lower end middle B of the bead. , B=kノ(xL-xR)20(yL
-yR)2 (k: constant).

かくして求めたBを、形状指数演算器14において、時
系列的に検出する。そして、形状指数演算器14におい
て、前記高さの変動量の検出と同様にして溶接ビードの
下端幅の変動量を検出する。このようにして、溶接ビー
ドの高さの変動量WHおよび下端幅の変動量W8が求め
られ、これらの演算結果に基づいて、演算器15によっ
て適正な溶接入熱となるようにAVR16が制御される
。以上説明したように、この発明においては、溶接入熱
に対応して正確に測定することが困難な溶接部の温度を
測定することなく、ビード形状の測定結果を適用するこ
とによって、極めて正確に溶接入熱を適正範囲になるよ
うに制御することができる。
The shape index calculator 14 detects B obtained in this manner in time series. Then, the shape index calculator 14 detects the amount of variation in the lower end width of the weld bead in the same manner as the detection of the amount of variation in height. In this way, the amount of variation WH in the height of the weld bead and the amount of variation W8 in the lower end width are determined, and based on these calculation results, the AVR 16 is controlled by the calculator 15 so as to provide an appropriate welding heat input. Ru. As explained above, in this invention, the temperature of the weld zone, which is difficult to accurately measure due to the welding heat input, can be measured extremely accurately by applying the measurement results of the bead shape. Welding heat input can be controlled to fall within an appropriate range.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図イは溶接入熱と溶接温度との関係を示す図、第1
図口は、溶接入熱とオーバーハング量との関係を示す図
、第1図ハは溶接入熱と曲率との関係を示す図、第1図
二は溶接入熱と凹み量との関係を示す図、第1図ホは溶
接入熱と高さの変動量との関係を示す図、第1図へは溶
接入熱と下端幅の変動量との関係を示す図、第2図イは
オーバーハングを持つビード形状の一例を示す図、第2
図口は入熱が良好なときのビード形状の一例を示す図、
第2図′、は入熱不足のときのビード形状の一例を示す
図、第3図はこの発明を実施するための亀縫熔接鋼管の
溶接入熱制御装置の説明図、第4図はオーバーハングを
持つビードの光切断プロフィールの受像信号の一例を示
す図、第5図は光切断プロフィール受像信号の処理の一
例のフローチャートを示す図、第6図イはビードの光切
断プロフィールの受像信号の一例を示す図、第6図口は
最大輝度検出回路による検出態様の一例を示す図、第7
図、第8図、第10図はフレームメモリにおける画像(
形状)信号の一例を示す図、第9図はオーバーハング検
出信号の一例を示す図、第11図は光切断プロフィール
受像信号の処理の一例のフローチャートの他の例を示す
図、第12図は溶接ビードの高さの変動量の検出結果の
一例を示す図である。 図面において、1′…素菅、2…高周波発振器、3…ビ
ード、5…スリット光、9…ITVカメラ、10・・・
フレームメモリ、14・・・形状指数演算器、15・・
・演算器、16…AVR。 祭‘図 発2図 第3図 第4図 第.5図 第6図 斧ア図 第8図 第9図 兼の図 繋〃図 発に図
Figure 1A is a diagram showing the relationship between welding heat input and welding temperature.
Figure 1 shows the relationship between welding heat input and overhang amount, Figure 1 C shows the relationship between welding heat input and curvature, and Figure 1 2 shows the relationship between welding heat input and dent amount. Figure 1 (e) is a diagram showing the relationship between welding heat input and height variation, Figure 1 is a diagram showing the relationship between welding heat input and lower end width variation, and Figure 2 (a) is Diagram 2 showing an example of a bead shape with an overhang.
The figure shows an example of the bead shape when heat input is good,
Fig. 2' is a diagram showing an example of a bead shape when heat input is insufficient, Fig. 3 is an explanatory diagram of a welding heat input control device for a lock-stitch welded steel pipe for carrying out the present invention, and Fig. 4 is a diagram showing an example of a bead shape when heat input is insufficient. Figure 5 is a diagram showing an example of a received signal of a light-cut profile of a bead with a hang; Figure 5 is a flowchart of an example of processing of a light-cut profile received signal; Figure 6A is a diagram of a received signal of a bead's light-cut profile; Figure 6 shows an example of the detection mode by the maximum brightness detection circuit; Figure 7 shows an example of the detection mode by the maximum brightness detection circuit;
8 and 10 are images in the frame memory (
FIG. 9 is a diagram showing an example of an overhang detection signal, FIG. 11 is a diagram showing another example of a flowchart of an example of processing of a light cut profile image reception signal, and FIG. It is a figure which shows an example of the detection result of the fluctuation|variation amount of the height of a weld bead. In the drawings, 1'... element tube, 2... high frequency oscillator, 3... bead, 5... slit light, 9... ITV camera, 10...
Frame memory, 14... Shape index calculator, 15...
- Arithmetic unit, 16...AVR. Matsuri' Zuhatsu Figure 2 Figure 3 Figure 4. Figure 5 Figure 6 Ax A Figure 8 Figure 9 Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 光切断法により得られた、ビードカツト前の、溶接
ビードの、高さの変動量、下端幅の変動量、先端部の凹
み量、先端部の曲率、および先端部のオーバーハング量
の少なくとも1つの検出結果に基づいて、溶接入熱を決
定する電縫溶接用高周波発振器の電圧を制御して、溶接
入熱を適正範囲内にすることを特徴とする電縫管製造に
おける溶接入熱制御方法。
1. At least one of the following: amount of variation in height, amount of variation in lower end width, amount of dent in the tip, curvature of the tip, and amount of overhang at the tip of the weld bead before bead cutting, obtained by the optical cutting method A method for controlling welding heat input in ERW pipe manufacturing, characterized by controlling the voltage of a high-frequency oscillator for ERW welding, which determines welding heat input, based on two detection results, to keep the welding heat input within an appropriate range. .
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