[00132258]焊接挤压量在线检测装置及方法

近年来,我国新建的高频焊管生产线有多条,焊接工艺精益求精。焊接挤压量是高频焊管生产线焊接工艺的重要参数之一,也是重要的研究和检测对象。在《ERW钢管焊缝冲击韧性影响要素分析》和《高频焊管常见焊接缺陷分析》等文献中都有阐述：一般来说,焊接挤压量不足,焊接过程中氧化物和杂质不易被排出,导致焊缝处产生夹杂缺陷;焊接挤压量过大,则熔融的铁水被全部挤出,使焊缝产生冷焊缺陷。所以,作为高频焊接工艺的重要参数,挤压量的精确测量和在线检测一直是核心技术。 在实际生产过程,非在线测量技术常常采用减径量等效挤压量的方法检测。我国大部分生产线均采用这类方法检测挤压量。但此方法在实际使用过程中有很大误差：即使采用钢卷尺测量焊接前后的钢管外周长的变化,减径量的测量值误差也非常大,易受测量位置和测量者的用力大小的干扰。即使固定测量位置和测量者,测出的减径量误差也无太大改观。所以生产调型过程中,减径量就成为了一个范围值,需要通过观察焊缝形貌和制备焊缝金相来检测挤压量是否合适。在2012年《热加工工艺》中发表的《HFW焊缝结构参数对其冲击性能的影响》中,采用了大量的金相测量的实验数据,从金相的流线角大小和焊缝融合线宽度等多个参数去衡量挤压量是否合适。但是制备金相和检测需花费大量时间,并且不能实时检测,存在极大的局限性。 国内几家知名企业的直缝高频焊管生产线均表示采用检测焊接挤压力来衡量焊接挤压量。早在1989年《河北机电学院学报》里发表了《高频焊管机焊接挤压力的微机自适应控制》中,就公布了通过检测焊接辊挤压力来控制焊接质量并申请了专利《直缝焊管机组挤压力检测装置》（专利号88204654.3）。但此检测方法中所检测出的焊接辊所受作用力并不能直接反映焊接挤压量的大小,此力等于钢管的弹复力、焊接挤压力和钢管运行阻力的分力组成。所以即使是同一批规格的钢管生产,生产线运行速度不同,检测出力的大小也有所不同。需要建立大量的数据、模型和公式的基础上才能判断出焊接挤压量的大小是否合适,所以数据的可靠性还需消除这些相关因素的测量误差。 可以看出以上几种焊接挤压量的检测方法的共性为：检测方法均为等效检测,并不能直接反映挤压量的大小,误差较大。迄今为止,未见到有直接在线检测焊接挤压量技术的论文及专利。 本发明的目的在于提供一种利用标识线滚压机构、拍照测距机构及控制操作台来完成焊接挤压量的在线检测的焊接挤压量在线检测装置及方法。 为实现上述目的,创新性的解决了标识线刻画的问题。选择特定的标识线刻画时机,保证标示线的有效性。机械辊压刻画,保证了在焊接后标识线清晰可见。 本发明的积极效果为： 1、该方法通过标识线直接检测焊接挤压量,测得数据可靠性极高,计算简单; 2、通过拍照实现在线测量,提高了检测精度,理论上可达0.02mm; 1、直缝高频焊管焊接钢管时,在焊接前,钢板边缘会在轧机中发生较大变形,所以标识线只能在轧机和焊机之间,而此时该区域内水蒸汽大、高频磁场非常强,所以诸如激光打标机等设备无法安装在此区域,因此要设计出符合上述条件的设备和方法,付出大量的创造性的劳动。2、高频感应焊接焊接变形区域在焊接时要经过轧制,钢板表面与轧辊之间会产生附带一定压力的相对运动,导致表面的标识点（线）丢失。所以在实际生产过程中,只能采用减径量或者挤压力检测来建模,本申请通过刻痕辊刻画的标识线经过焊接轧辊轧制后,依然清晰可见,并且刻痕圆滑过渡,刻痕深度在钢管质量检测标准范围内。由此可以看出本申请所给出的技术方案相是具有创造性的。该技术及设备适用于高频电阻焊管生产线焊接检测技术,经过生产线试验,操作简单。设备机械动力为气动安全可靠,不易发生起火,机械过载的情况。受生产环境影响,该设备不具备在线维修的可能。