RU2682511C1 - Способ и устройство для контроля режима изготовления трубы, изготавливаемой с помощью электросварки методом сопротивления, и способ изготовления такой трубы - Google Patents
Способ и устройство для контроля режима изготовления трубы, изготавливаемой с помощью электросварки методом сопротивления, и способ изготовления такой трубы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682511C1 RU2682511C1 RU2017134921A RU2017134921A RU2682511C1 RU 2682511 C1 RU2682511 C1 RU 2682511C1 RU 2017134921 A RU2017134921 A RU 2017134921A RU 2017134921 A RU2017134921 A RU 2017134921A RU 2682511 C1 RU2682511 C1 RU 2682511C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel strip
- butt
- pipe
- welded
- end sections
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 71
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 71
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 37
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 5
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 18
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 7
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
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
- B23K13/08—Electric supply or control circuits therefor
-
- 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
-
- 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
- B23K11/0006—Resistance welding; Severing by resistance heating the welding zone being shielded against the influence of the surrounding atmosphere
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C51/00—Measuring, gauging, indicating, counting, or marking devices specially adapted for use in the production or manipulation of material in accordance with subclasses B21B - B21F
-
- 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
- B23K11/06—Resistance welding; Severing by resistance heating using roller electrodes
- B23K11/061—Resistance welding; Severing by resistance heating using roller electrodes for welding rectilinear seams
- B23K11/062—Resistance welding; Severing by resistance heating using roller electrodes for welding rectilinear seams for welding longitudinal seams of tubes
-
- 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
- B23K11/08—Seam welding not restricted to one of the preceding subgroups
- B23K11/087—Seam welding not restricted to one of the preceding subgroups for rectilinear seams
- B23K11/0873—Seam welding not restricted to one of the preceding subgroups for rectilinear seams of the longitudinal seam of tubes
-
- 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
- B23K11/16—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded
-
- 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
- B23K11/252—Monitoring devices using digital means
-
- 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
- B23K13/025—Seam welding for tubes
-
- 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
- B23K13/06—Welding by high-frequency current heating characterised by the shielding of the welding zone against influence of the surrounding atmosphere
-
- 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
- B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
- B23K31/12—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to investigating the properties, e.g. the weldability, of materials
- B23K31/125—Weld quality monitoring
-
- 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
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/04—Tubular or hollow articles
-
- 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
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройству для контроля режима изготовления трубы, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления. При изготовлении трубы стальной полосе придается форма трубы и осуществляется сварка в продольном направлении встык обоих концов стальной полосы в направлении ширины. Устройство содержит модуль-анализатор и модуль формирования изображения, расположенный в сопле, имеющем отверстие, расположенное напротив области, в которой оба конца стальной полосы в направлении ширины свариваются встык. Указанная область защищается с помощью инертного газа посредством подачи инертного газа на нее через отверстие сопла. Модуль формирования изображения имеет зону обзора, включающую в себя указанную область, в которой оба конца стальной полосы в направлении ширины свариваются встык. Модуль-анализатор выполнен с возможностью определения качества сваренного встык участка на основе изображения, полученного с помощью модуля формирования изображения. В результате обеспечивается возможность определения качества сваренного участка в режиме реального времени. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу контроля режима изготовления трубы, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления, к устройству для контроля режима изготовления трубы, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления, и к способу изготовления трубы, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления.
В общем трубы, полученные электросваркой методом сопротивления (в дальнейшем определяемые как стальные трубы, полученные электросваркой методом сопротивления) изготавливаются путем перемещения металлической полосы (включая металлический лист), такой как стальная полоса, в направлении длины, придавая ей форму трубы, и непрерывно сваривая встык оба концевых участка металлической полосы в направлении ширины вдоль продольного направления, используя такой метод как сварка с использованием высокочастотного индукционного нагрева и давления и сварка с использованием контактной электросварки методом сопротивления и давления. При изготовлении стальной трубы, полученной электросваркой методом, важно предотвратить сохранение в сваренной части инородных веществ, таких как оксиды, с учетом контроля качества для гарантирования прочности сваренной части, и подобные факторы. Для контроля качества стальной трубы, полученной электросваркой методом сопротивления, распространена технология, в которой выявляются дефекты стальной трубы, полученной электросваркой методом сопротивления, обращая внимание главным образом на сваренную встык часть, при этом используется устройство ультразвукового контроля, как раскрывается в непатентной литературе 1.
Для контроля качества при изготовлении стальной трубы, полученной электросваркой методом сопротивления, предложена технология, в которой измеряется форма сварного шва с использованием метода оптической резки, и характеристическая величина сварного шва вычисляется из результатов измерения для использования при контроле качества, как раскрыто в непатентной литературе 1. С помощью этой технологии в режиме реального времени вычисляется характеристическая величина, которая коррелирует с наплывом металла в поперечном сечении, таким образом, опускается процесс наблюдения за поперечным сечением путем прерывания сварки для выполнения выбранной проверки сваренной встык части. Кроме того, в качестве другой технологии, относящейся к контролю качества, существует технология, в которой характеристическая величина планарности вычисляется из изображения сваренного встык участка, которое получают с помощью устройства формирования изображения, и далее определяется, находится ли характеристическая величина планарности в пределах контрольного диапазона, как раскрыто в патентной литературе 2.
Список литературы
Патентная литература
Патентная литература 1: патент Японии No. 4374845
Патентная литература 2: патент Японии No. 5510615
Патентная литература 3: выложенная для всеобщего ознакомления патентная публикация No. 2011-206813
Непатентная литература 1: Ohashi, Ode, Kondo, Senba, Honda, Naito, Hiwasa, “Seam Position Detector in Electric Resistance Welded Pipe” (Детектор положения шва в трубе, полученной электросваркой методом сопротивления), Mitsubishi Denki Giho, Vol. 59, №8, 1985, pp. 42-45.
Сущность изобретения
Техническая проблема
Хотя технология, раскрытая в непатентной литературе 1, является эффективной для контроля качества стальной трубы, полученной электросваркой методом сопротивления, тем не менее в ней трудно отражать результат обнаружения наплыва в производственных условиях, поскольку результат обнаружения наплыва и производственные условия не связаны однозначно между собой. Когда устройство ультразвукового контроля устанавливается для конечного контроля, потеря продукта увеличивается в случае возникновения сварочного дефекта, вследствие увеличенного времени производственного цикла от изготовления до контроля. Кроме того, технология, раскрытая в патентной литературе 1, позволяет точно определить сварочный ток (количество подводимого тепла), этап сварки встык, и подобные параметры, но имеет трудности в обеспечении корреляции между состоянием стыка и производственными условиями, которые тесно связаны друг с другом и с удалением посторонних включений. И наоборот, технология, раскрытая в патентной литературе 2, не вызывает вышеупомянутой проблемы, поскольку определяется плоскостность свариваемого встык участка.
В общем, в производственной линии стальной трубы, получаемой электросваркой методом сопротивления, для высококачественного продукта, такого как трубопроводная труба и компонент основания кузова автомобиля, над стальной трубой, получаемой электросваркой методом сопротивления, размещается пара верхних отжимных валиков в дополнение к паре боковых отжимных валиков. Когда технология, раскрытая в патентной литературе 2, применяется в производственной линии стальной трубы, получаемой электросваркой методом сопротивления, предназначенной для высококачественного продукта, свариваемый встык участок расположен между верхними отжимными валиками и водой, которая используется для охлаждения или смазки отжимных валиков и, вследствие чего остается в сваренном встык участке. Вследствие такого аккумулирования воды нелегко получить четкое изображение сваренного встык участка с верхней стороны стальной трубы, полученной электросваркой, поэтому трудно определить качество сваренного встык участка трубы. Кроме того, сопло для подачи инертного газа расположено непосредственно над свариваемым встык участком при сварке в среде защитного газа, что в последние годы используется при электросварке методом сопротивления. Вследствие такого расположения, технология, раскрытая в патентной литературе 2, не может гарантировать зону обзора устройства формирования изображения, которое располагается выше стальной трубы, свариваемой способом электрического сопротивления, и имеет трудности при определении качества сваренного встык участка.
В соответствии с изобретением, раскрытым в патентной литературе 3, может быть рассмотрено использование способа, в котором вводится сварочное устройство с защитой, охватывающее всю область от места начала нагрева стальной трубы, свариваемой методом сопротивления, до точки сварки, с камерой для защитного газа и подачей газа в камеру для защитного газа с заданным расходом, и устройство для наблюдения обеспечивается в сварочном устройстве с защитой. Однако этот способ приводит к тому, что конфигурация устройства должна быть больше по размеру, она более сложная и имеет значительный недостаток в отношении эффективности, так как возникает необходимость замены и регулирования защитных приспособлений впуска и выпуска стальной трубы каждый раз, когда изменяется размер изготавливаемой стальной трубы.
Настоящее изобретение сделано с учетом указанных выше обстоятельств, и его задача состоит в том, чтобы обеспечить способ контроля режима изготовления трубы, получаемой электросваркой методом сопротивления, устройство для контроля режима изготовления трубы, получаемой электросваркой методом сопротивления, которые позволяют определить качество сваренного встык участка указанной трубы и на которые не влияет охлаждающая вода и смазывающая вода, даже при сварке в защитном газе.
Кроме того, другой задачей настоящего изобретения является создание способа изготовления трубы, получаемой электросваркой методом сопротивления, который позволяет определять качество сваренного встык участка указанной трубы и на который не влияет охлаждающая вода и смазывающая вода, даже при сварке в защитном газе, а также предотвращать появление сварочного дефекта на основе результата указанного определения.
Решение проблемы
Согласно настоящему изобретению предложен способ контроля режима изготовления трубы, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления, при изготовлении трубы стальной полосе придается форма трубы и свариваются в продольном направлении встык оба концевых участка стальной полосы в направлении ширины; размещают модуль формирования изображения в сопле защитного газа с отверстием, находящимся напротив области, в которой сваривают встык оба концевых участка стальной полосы в направлении ширины, и защищают указанную область с помощью инертного газа посредством подачи инертного газа на указанную область через указанное отверстие, при этом модуль формирования изображения имеет зону обзора, включающую указанную область; и определяют качество сваренного встык участка на основе изображения, полученного с помощью модуля формирования изображения.
В описанном выше способе контроля режима изготовления трубы, в соответствии с настоящим изобретением, отверстие сопла защитного газа располагают между местоположением, в котором стальная полоса начинает плавиться, и местоположением, в котором оба концевых участка стальной полосы в продольном направлении приведены в стыковое соединение напротив друг друга, при этом оба концевых участка стальной полосы в направлении ширины обдувают инертным газом через сопло, отличающееся от указанного сопла защитного газа и расположенное в заданной зоне между точкой начала индукционного нагрев стальной полосы и соплом защитного газа.
Устройство для контроля режима изготовления трубы, в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой устройство для контроля режима изготовления трубы, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления, при изготовлении трубы стальной полосе придается форма трубы и свариваются в продольном направлении встык оба концевых участка стальной полосы в направлении ширины, устройство содержит: модуль формирования изображения, расположенный в сопле защитного газа с отверстием, находящимся напротив области, в которой свариваются встык оба концевых участка стальной полосы в направлении ширины, при этом указанное сопло защищает указанную область с помощью инертного газа посредством подачи инертного газа на указанную область через указанное отверстие, при этом модуль формирования изображения имеет зону обзора, включающую указанную область; и модуль-анализатор, выполненный с возможностью определять качество сваренного встык участка на основе изображения, полученного с помощью модуля формирования изображения.
Способ изготовления трубы, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления, согласно настоящему изобретению, включает придание стальной полосе формы трубы и сварку в продольном направлении встык обоих концевых участков стальной полосы в направлении ширины; размещают модуль формирования изображения в сопле защитного газа с отверстием, находящимся напротив области, в которой сваривают встык оба концевых участка стальной полосы в направлении ширины, и защищают указанную область с помощью инертного газа посредством подачи инертного газа на указанную область через указанное отверстие, при этом модуль формирования изображения имеет зону обзора, включающую указанную область; определяют качество сваренного встык участка на основе изображения, полученного с помощью модуля формирования изображения, и изготавливают указанную трубу, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления, на основе результата указанного определения.
Полезные эффекты изобретения
Способ контроля режима изготовления трубы, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления, и устройство для контроля режима изготовления трубы, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления, в соответствии с настоящим изобретением, позволяют определить качество сваренного встык участка указанной трубы, причем на указанное определение не влияет охлаждающая вода и смазывающая вода, даже при сварке в защитном газе.
Способ изготовления трубы, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления, согласно настоящему изобретению, позволяет определить качество сваренного встык участка указанной трубы, причем на указанное определение не влияет охлаждающая вода и смазывающая вода, даже при сварке в защитном газе, и позволяет предотвратить появление сварных дефектов на основе результата указанного определения.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - схематический вид сверху, иллюстрирующий конфигурацию устройства для контроля режима изготовления трубы, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 - вид, иллюстрирующий пример изображения сваренного встык участка, которое было получено с помощью модуля формирования изображения, проиллюстрированного на фиг. 1.
Фиг. 3 - вид, иллюстрирующий пример полученного изображения сваренного встык участка, без применения защитного газа или продувочного газа после отсоединения модуля формирования изображения, проиллюстрированного на фиг. 1, от сопла и установки его снова при сохранении одних и тех же условий формирования изображения.
Фиг. 4 - схематический видом сверху, иллюстрирующим конфигурацию устройства для контроля режима изготовления трубы, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления, в соответствии с модификацией варианта осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Далее устройство для контроля режима изготовления трубы, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления, соответствующее варианту осуществления настоящего изобретения, будет описано подробно со ссылкой на чертежи.
Фиг. 1 - схематический вид сверху, иллюстрирующий конфигурацию устройства для контроля режима изготовления трубы, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 1, устройство 1 для контроля режима изготовления трубы, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления, является устройством для контроля стыковой сварки трубы Р, которая изготавливается с помощью электросварки методом сопротивления (далее – стальной трубы, получаемой электросваркой методом сопротивления); труба изготавливается с помощью стальной полосы, которой придана форма трубы, и сварки встык обоих концевых участков стальной полосы в направлении ширины вдоль продольного направления. Устройство 1 включает в себя в качестве главных компонентов: сопло 2, модуль 3 формирования изображения и модуль-анализатор 4. Сопло 2, модуль 3 формирования изображения и модуль-анализатор 4 функционируют соответственно как сопло защитного газа, модуль формирования изображения и модуль-анализатор.
Сопло 2 является соплом в форме рупора, имеющим отверстие 2а, расположенное напротив двухмерной области стальной трубы Р, включающей свариваемый встык участок, сопло инжектирует защитный газ (инертный газ) в направлении этой двухмерной области через отверстие 2а, чтобы защищать эту двухмерную область с помощью защитного газа.
Размер отверстия 2а в продольном направлении стальной полосы приблизительно 30 мм спереди и сзади от свариваемого встык участка, или является размером, который превышает продольный размер зоны обзора модуля 3 формирования изображения. С другой стороны, размер отверстия 2а в направлении ширины стальной полосы составляет приблизительно 10 мм, или это размер, который не препятствует работе пары верхних отжимных валиков R, расположенных над стальной трубой Р.
Предпочтительный стыковой угол стальной полосы изменяется в соответствии с электрической мощностью сварки и скоростью перемещения стальной полосы, которые относятся к толщине стальной полосы, и местоположение стыковой сварки на линии транспортировки, следовательно, в некоторых случаях отклоняется в продольном направлении стальной полосы. Поэтому желательно, чтобы размер отверстия 2а в продольном направлении стальной полосы устанавливался по размеру, который учитывает ширину отклонений местоположения стыковой сварки, или отклонение местоположения стыковой сварки должно охватываться соплом 2, перемещаемым в продольном направлении.
Кроме того, защитный газ может подаваться к соплу 2 с использованием источника подачи газа и трубопровода (не показан). Источник подачи газа и трубопровод могут включать в себя цилиндр, бак и материал трубопровода, которые являются коммерчески доступными, так чтобы они были совместимыми с защитным газом; при необходимости, может применяться механизм для регулирования давления и расхода защитного газа.
Модуль 3 формирования изображения включает в себя устройство формирования изображения, закрепленное в сопле 2 с помощью фиксирующего элемента 2b на поверхности внутренней стенки сопла 2. Модуль 3 формирования изображения снимает изображение стальной трубы Р, и выводит данные полученного изображения в модуль-анализатор 4. Желательно, чтобы зона обзора F модуля 3 формирования изображения охватывала область в 20 мм выше относительно направления транспортировки трубы от свариваемого встык участка. Также желательно, чтобы зона обзора F модуля 3 формирования изображения со стороны ниже по ходу перемещения относительно направления транспортировки трубы охватывала область, содержащую участок формирования сварного шва.
Фиг. 2 представляет пример изображения сваренного встык участка, которое было получено с помощью модуля формирования изображения. Фиг. 3 представляет пример изображения сваренного встык участка, которое было получено без применения защитного газа или продувочного газа, после отсоединения модуля 3 формирования изображения от сопла 2 и установки его при сохранении тех же условиях формирования изображения (расстояние для формирования изображения, время выдержки экспозиции и диафрагма объектива).
Как можно ясно увидеть при сравнении фиг. 2 и 3, модуль 3 формирования изображения в устройстве для контроля режима изготовления трубы, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, оказался способен чётко снять изображение свариваемого встык участка. С другой стороны, когда изображение было снято без применения защитного газа или обдувающего газа после отсоединения модуля 3 формирования изображения от сопла 2 и его установки вне сопла, охлаждающая вода из верхних отжимных валиков R осталась в свариваемом встык участке и чёткое изображение не получилось. Упоминавшиеся выше результаты показали следующее. Модуль 3 формирования изображения в устройстве для контроля режима изготовления трубы, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, может формировать чёткое изображение стальной трубы Р, на которое не влияет охлаждающая вода и смазывающая вода, даже при сварке в среде защитного газа, и можно определить качество сваренного встык участка на основе полученного изображения.
С учётом возможности модуля-анализатора 4 обрабатывать изображение, желательно, чтобы время экспозиции модуля 3 формирования изображения устанавливалось таким образом, чтобы оно было меньше или равно 1/100000 секунд, кроме того, желательно, чтобы модуль 3 формирования изображения имел диафрагму объектива и чувствительность изображения, которые не приводят к насыщению изображения при такой экспозиции. Кроме того, желательно, чтобы модуль 3 формирования изображения конфигурировался таким образом, чтобы он был уменьшенным по размеру насколько это возможно, чтобы насколько возможно уменьшить площадь поперечного сечения сопла 2, включающего в себя модуль 3 формирования изображения. Например, устройство формирования изображения, имеющее функцию электронной выдержки, которое коммерчески доступно в настоящее время, может использоваться с площадью поперечного сечения, составляющей 22мм х 22мм.
Модуль-анализатор 4 включает в себя устройство для обработки информации, такое как персональный компьютер. Модуль-анализатор 4 выделяет положение концевых участков стальной полосы в направлении ширины выше по потоку относительно направления транспортировки и ниже по потоку относительно направления транспортировки от сваренного встык участка, из изображения сваренного встык участка, которое было получено модулем 3 формирования изображения, с использованием хорошо известного процесса выделения краев объектов на изображении и способа линейного приближения, а также вычисляет величину геометрической характеристики сваренного встык участка на основе выделенных положений концевых участков стальной полосы в направлении ширины. Затем модуль-анализатор 4 определяет качество сваренного встык участка на основе вычисленной величины геометрической характеристики и выводит результат определения на дисплей и модуль предупреждения (не показан). Таким образом, оператор может предотвращать возникновение дефектов сварки путем регулировки условий изготовления стальной трубы Р, получаемой электросваркой методом сопротивления, на основе результата указанного определения.
Фиг. 4 схематично иллюстрирует конфигурацию устройства для контроля режима изготовления трубы, в соответствии с модификацией варианта осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 4, в этой модификации дополнительное сопло 5 располагается выше по потоку от сопла 2, относительно направления транспортировки, и инертный газ выдувается на кромки стальной полосы через дополнительное сопло 5. Область стальной полосы, на которую выдувается инертный газ через дополнительное сопло 5, и зона обзора сопла 2 могут быть установлены ниже по ходу перемещения относительно местоположения, в котором температура кромок и торцевых сторон стальной полосы увеличивается из-за индукционного нагревательного устройства 6 и достигает значений, при которых начинается окисление при концентрации кислорода 20,1%. Зона обзора сопла 2 охватывает область, включающую местоположение, в котором кромки стальной полосы начинают плавиться. Такое расположение может уменьшить размер отверстия сопла 2 в продольном направлении до минимального необходимого размера, в то же время обеспечивая эффективность сопла для защитного газа. Следует отметить, что в модифицированном варианте операции являются такими же, как в устройстве, проиллюстрированном на фиг. 1, поэтому описание этого варианта опускается.
Несмотря на то, что применяется вариант осуществления изобретения, который был создан изобретателями настоящего изобретения, как было описано выше, описание и чертежи в варианте осуществления изобретения, которые конфигурируют часть описания настоящего изобретения, не ограничивают настоящее изобретение, настоящее изобретение также охватывает конфигурации, обеспечиваемые с помощью подходящих комбинаций упоминавшихся выше компонентов. Другими словами, все другие варианты осуществления изобретения, примеры, технологии операции, и подобные элементы, которые достигаются специалистами в данной области техники, основанные на варианте осуществления изобретения, охватываются таким образом, что они входят в объем притязаний настоящего изобретения.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение может обеспечить способ контроля режима изготовления трубы, изготавливаемой электросваркой методом сопротивления, и устройство для контроля режима изготовления трубы, которые позволяют определять качество сваренного встык участка, без влияния (на это определение) охлаждающей воды и смазывающей воды, даже при комбинированной сварке в среде защитного газа.
Список ссылочных обозначений
1 - устройство для контроля режима изготовления трубы, изготавливаемой электросваркой методом сопротивления,
2 - сопло,
3 - модуль формирования изображения,
4 - модуль-анализатор,
5 - дополнительное сопло,
6 - индукционное нагревательное устройство,
Р - труба, получаемая электросваркой методом сопротивления (стальная труба, получаемая электросваркой методом сопротивления).
Claims (18)
1. Способ контроля режима изготовления трубы, изготавливаемой электросваркой методом сопротивления путем придания стальной полосе формы трубы и сварки в продольном направлении встык двух концевых участков стальной полосы в направлении ширины, характеризующийся тем, что;
размещают модуль формирования изображения в сопле защитного газа с отверстием, находящимся напротив области, в которой сваривают встык оба концевых участка стальной полосы в направлении ширины, и защищают указанную область с помощью инертного газа посредством подачи инертного газа на указанную область через указанное отверстие, при этом модуль формирования изображения имеет зону обзора, включающую указанную область;
выделяют положения указанных обоих концевых участков стальной полосы из изображения, полученного модулем формирования изображения;
вычисляют величину геометрической характеристики сваренного встык участка на основе указанных выделенных положений и
определяют качество сваренного встык участка на основе указанной величины геометрической характеристики.
2. Способ контроля режима изготовления трубы, изготавливаемой электросваркой методом сопротивления, по п. 1, в котором отверстие сопла защитного газа располагают между местоположением, в котором стальная полоса начинает плавиться, и местоположением, в котором два концевых участка стальной полосы в продольном направлении приведены в стыковое соединение напротив друг друга, при этом оба концевых участка стальной полосы в направлении ширины обдувают инертным газом через сопло, отличающееся от указанного сопла защитного газа и расположенное в заданной зоне между точкой начала индукционного нагрева стальной полосы и соплом защитного газа.
3. Устройство для контроля режима изготовления трубы, изготавливаемой электросваркой методом сопротивления путем придания стальной полосе формы трубы и сварки в продольном направлении встык двух концевых участков стальной полосы в направлении ширины, содержащее:
модуль формирования изображения, расположенный в сопле защитного газа с отверстием, находящимся напротив области, в которой свариваются встык оба указанных концевых участка стальной полосы в направлении ширины, при этом указанное сопло защищает указанную область с помощью инертного газа посредством подачи инертного газа на указанную область через указанное отверстие, при этом модуль формирования изображения имеет зону обзора, включающую указанную область; и
модуль-анализатор, выполненный с возможностью:
выделять положения указанных обоих концевых участков стальной полосы из изображения, полученного модулем формирования изображения;
вычислять величину геометрической характеристики сваренного встык участка на основе указанных выделенных положений и
определять качество сваренного встык участка на основе указанной величины геометрической характеристики.
4. Способ изготовления трубы, изготавливаемой электросваркой методом сопротивления путем придания стальной полосе формы трубы и сварки в продольном направлении встык двух концевых участков стальной полосы в направлении ширины, характеризующийся тем, что:
размещают модуль формирования изображения в сопле защитного газа с отверстием, находящимся напротив области, в которой сваривают встык оба указанных концевых участка стальной полосы в направлении ширины, и защищают указанную область с помощью инертного газа посредством подачи инертного газа на указанную область через указанное отверстие, при этом модуль формирования изображения имеет зону обзора, включающую указанную область;
выделяют положения указанных обоих концевых участков стальной полосы из изображения, полученного модулем формирования изображения;
вычисляют величину геометрической характеристики сваренного встык участка на основе указанных выделенных положений,
определяют качество сваренного встык участка на основе указанной величины геометрической характеристики, и
регулируют условия изготовления указанной трубы электросваркой методом сопротивления на основе результата указанного определения.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015047625 | 2015-03-10 | ||
| JP2015-047625 | 2015-03-10 | ||
| PCT/JP2016/054533 WO2016143473A1 (ja) | 2015-03-10 | 2016-02-17 | 電縫溶接管の製造状況監視方法、電縫溶接管の製造状況監視装置、及び電縫溶接管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2682511C1 true RU2682511C1 (ru) | 2019-03-19 |
Family
ID=56879358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017134921A RU2682511C1 (ru) | 2015-03-10 | 2016-02-17 | Способ и устройство для контроля режима изготовления трубы, изготавливаемой с помощью электросварки методом сопротивления, и способ изготовления такой трубы |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10744589B2 (ru) |
| EP (1) | EP3269490B1 (ru) |
| JP (1) | JP6015883B1 (ru) |
| KR (1) | KR20170118810A (ru) |
| CN (1) | CN107249806B (ru) |
| RU (1) | RU2682511C1 (ru) |
| WO (1) | WO2016143473A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MX2019005652A (es) * | 2016-11-15 | 2019-08-12 | Nippon Steel Corp | Aparato, metodo y programa para monitorear la operacion de soldadura de resistencia de alta frecuencia y soldadura mediante calentamiento por induccion de tubo de acero soldado con resistencia electrica. |
| KR20200064128A (ko) * | 2018-01-22 | 2020-06-05 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 전봉강관 제조 장치 및 전봉강관 제조 방법 |
| US11828190B2 (en) | 2021-11-18 | 2023-11-28 | General Electric Company | Airfoil joining apparatus and methods |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2113303C1 (ru) * | 1993-06-24 | 1998-06-20 | Дзи Айдд Траст | Способ изготовления сварной металлической трубы |
| RU2429093C2 (ru) * | 2007-03-02 | 2011-09-20 | Ниппон Стил Корпорейшн | СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СВАРКОЙ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ЭЛЕКТРОСВАРНОЙ СТАЛЬНОЙ ТРУБЫ И ЭЛЕКТРОСВАРНОЙ СТАЛЬНОЙ ТРУБЫ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ Si ИЛИ ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ Cr |
| JP2014231084A (ja) * | 2013-05-30 | 2014-12-11 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 電縫鋼管の溶接部シールドシステム |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3585351A (en) * | 1969-08-25 | 1971-06-15 | Smith Corp A O | Electron beam welding process and apparatus |
| DE69206912T2 (de) * | 1991-07-23 | 1996-05-15 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Elektronisches Hochfrequenzschweisssystem |
| US5376766A (en) * | 1993-07-08 | 1994-12-27 | Valmont Industries, Inc. | Weld quality monitoring and control system for a tube mill |
| JPH08300172A (ja) | 1995-04-28 | 1996-11-19 | Nkk Corp | 溶接鋼管の製造方法 |
| JP4374845B2 (ja) | 2002-11-29 | 2009-12-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 電縫溶接管のビード形状検出方法および装置 |
| JP4028861B2 (ja) | 2004-07-16 | 2007-12-26 | 新日本製鐵株式会社 | 溶接部品質の優れた電縫鋼管の製造方法 |
| JP4777856B2 (ja) * | 2006-10-02 | 2011-09-21 | 東急車輛製造株式会社 | レーザ溶接装置 |
| JP4998739B2 (ja) | 2007-02-13 | 2012-08-15 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶接部の靭性が良好な電縫鋼管の製造方法 |
| JP5014837B2 (ja) | 2007-03-01 | 2012-08-29 | 新日本製鐵株式会社 | 電縫鋼管の製造方法 |
| CA2703892C (en) | 2007-11-02 | 2014-06-10 | Nippon Steel Corporation | System and method for monitoring of welding state |
| KR101213613B1 (ko) | 2008-04-14 | 2012-12-18 | 가부시끼가이샤 도시바 | 레이저 용접 장치 및 레이저 용접 방법 |
| JP5739619B2 (ja) | 2010-03-30 | 2015-06-24 | 日新製鋼株式会社 | 電縫鋼管のシールボックス溶接装置 |
| CN103930233B (zh) | 2011-11-09 | 2015-08-19 | 新日铁住金株式会社 | 缝焊操作的监视装置、方法、程序以及存储介质 |
| EP2839919B1 (en) | 2012-04-18 | 2017-11-01 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Electric resistance welding operation management device, electric resistance welding operation management method, and computer program |
| JP2014184469A (ja) | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Jfe Steel Corp | 電縫鋼管の素管被溶接部シールド装置 |
| CN103240515B (zh) | 2013-05-24 | 2015-03-25 | 西安石油大学 | 一种高频电阻焊管焊接区的质量控制方法 |
-
2016
- 2016-02-17 US US15/555,039 patent/US10744589B2/en active Active
- 2016-02-17 CN CN201680011286.0A patent/CN107249806B/zh active Active
- 2016-02-17 WO PCT/JP2016/054533 patent/WO2016143473A1/ja active Application Filing
- 2016-02-17 RU RU2017134921A patent/RU2682511C1/ru active
- 2016-02-17 KR KR1020177026085A patent/KR20170118810A/ko active Search and Examination
- 2016-02-17 EP EP16761445.2A patent/EP3269490B1/en active Active
- 2016-02-17 JP JP2016544485A patent/JP6015883B1/ja active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2113303C1 (ru) * | 1993-06-24 | 1998-06-20 | Дзи Айдд Траст | Способ изготовления сварной металлической трубы |
| RU2429093C2 (ru) * | 2007-03-02 | 2011-09-20 | Ниппон Стил Корпорейшн | СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СВАРКОЙ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ЭЛЕКТРОСВАРНОЙ СТАЛЬНОЙ ТРУБЫ И ЭЛЕКТРОСВАРНОЙ СТАЛЬНОЙ ТРУБЫ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ Si ИЛИ ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ Cr |
| JP2014231084A (ja) * | 2013-05-30 | 2014-12-11 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 電縫鋼管の溶接部シールドシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107249806A (zh) | 2017-10-13 |
| WO2016143473A1 (ja) | 2016-09-15 |
| KR20170118810A (ko) | 2017-10-25 |
| US20180104763A1 (en) | 2018-04-19 |
| EP3269490A1 (en) | 2018-01-17 |
| JP6015883B1 (ja) | 2016-10-26 |
| JPWO2016143473A1 (ja) | 2017-04-27 |
| EP3269490B1 (en) | 2024-08-21 |
| EP3269490A4 (en) | 2018-11-14 |
| US10744589B2 (en) | 2020-08-18 |
| CN107249806B (zh) | 2020-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5182330B2 (ja) | 溶接状態監視装置及び方法 | |
| RU2682511C1 (ru) | Способ и устройство для контроля режима изготовления трубы, изготавливаемой с помощью электросварки методом сопротивления, и способ изготовления такой трубы | |
| RU2607885C2 (ru) | Способ и устройство для сварки продольных швов фасонных труб на установке для сварки труб | |
| JP5549963B2 (ja) | 電縫溶接操業の監視装置、方法、プログラム、及び記憶媒体 | |
| JP2013525768A (ja) | ２つの金属ストリップの２つの横方向端のバット溶接の超音波検査のための方法及び装置 | |
| JP5332287B2 (ja) | 電縫溶接システム | |
| JP5125670B2 (ja) | 溶接品質に優れた電縫溶接管の製造方法。 | |
| JP5014837B2 (ja) | 電縫鋼管の製造方法 | |
| JP5909873B2 (ja) | 溶接欠陥検出システム及び電縫鋼管の製造方法並びに溶接製品の製造方法 | |
| JP6060816B2 (ja) | 電縫鋼管の溶接部シールドシステム | |
| JP5909874B2 (ja) | 電縫鋼管の溶接欠陥の検出システム及び電縫鋼管の製造方法 | |
| JP6142858B2 (ja) | 鍛接鋼管の形状計測方法および装置 | |
| JP2009090363A (ja) | 角形鋼管の製造設備および製造方法 | |
| JP4532977B2 (ja) | 溶接品質に優れた電縫鋼管の溶接方法 | |
| JP2010025835A (ja) | 鋼帯の合否判定方法 | |
| JP6699116B2 (ja) | 電縫溶接工程におけるアプセット制御装置及び制御方法 | |
| JP2017087283A (ja) | 溶接状態監視装置及び溶接状態監視方法 | |
| JP7143658B2 (ja) | 電縫小径管の溶接操業管理方法及び溶接方法 | |
| JP2012228724A (ja) | 溶接欠陥検出方法及び電縫鋼管の製造方法並びに溶接製品 | |
| JP2015085354A (ja) | 溶接部の特性に優れる電縫鋼管の製造方法 | |
| JP2006088220A (ja) | 電縫鋼管の溶接方法 | |
| JP2016168604A (ja) | 電縫鋼管におけるエッジ位置推定方法および装置 | |
| JP6054618B2 (ja) | 溶接鋼管の製造装置 | |
| CN116493714A (zh) | 钛合金圆筒焊接装置及钛合金圆筒焊接检测方法 | |
| JP2006068759A (ja) | 電縫鋼管中継ぎ溶接部の検出方法 |