[发明专利]焊接监视装置和焊接监视方法

说明书

一种焊接监视装置，在通过一边运送带状的金属板一边将其成形为圆筒状，而且一边使所述金属板的两侧缘收敛成V字状一边使其相互对接并加热熔融来制造电焊钢管时，监视所述金属板的收敛成所述V字状的V字收敛区域的焊接状态。该焊接监视装置具备：图像拍摄单元，其按时间序列拍摄包含所述V字收敛区域的区域的图像；以及，图像处理单元，其基于按所述时间序列拍摄到的所述图像抽取焊接点，并检测所述焊接点或所述焊接点的上游侧的非稳定起弧的有无以及位置。

技术领域

本发明涉及电焊钢管的焊接监视装置和焊接监视方法。

背景技术

电焊钢管经过以下的工序来制造。即，首先，一边将带状的金属板沿其长度方向运送，一边利用辊组将其连续地成形为圆筒状。而且，一边利用一对挤压辊对成形了的圆筒状的金属板从其侧方施加顶锻，并且进行向收敛成V字状的金属板的周向的两侧缘的热输入量控制，一边通过高频电阻焊接或感应加热焊接来使所述两侧缘加热熔融并对接，从而进行焊接。该电焊钢管的焊接工序是直接影响到电焊钢管的品质的重要工序，因此一直以来进行了各种研究。

例如在专利文献1中示出了以下内容：根据在焊接时给予的热输入量，焊接部位的形态变为“第1种”、“第2种”、“过渡域”或“第2’种”(参照图8)。并且，在该专利文献1中，采用了一种电焊作业管理装置，其具备：电弧检测区域抽取单元，其抽取包含在作为所述钢板对接的对接点的V字收敛点(V1)与从钢板内部开始排出钢液的焊接点(W)之间发生的焊接狭缝的狭小区域作为电弧检测区域；以及，电弧检测单元，其检测在所述电弧检测区域发生的电弧。

根据该构成，能够求出在V字收敛点的下游侧稳定地发生的电弧(以下，称为稳定电弧)的发生频率。

而且，该电焊作业管理装置，采用了以下构成：“具有：计测所述电弧的发生频率的电弧发生频率计测单元；以及，焊接现象判定单元，其基于所述电弧的发生频率是否为规定值以上来判定其焊接现象”。

根据该构成，基于稳定电弧的发生频率来掌握V字收敛点的下游的稳定电弧的形态，从而进行适当的热输入量控制。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-78056号公报

根据上述专利文献1所记载的技术，能够使V字收敛点的下游的焊接状态适当，但从提高焊接部位的品质的观点出发，要求进一步的改良。

例如，高频电阻焊接是利用焊接部的钢材边缘的临近效应和集肤效应来使电流集中于焊接面从而高效地进行焊接的技术，但在进行高频电阻焊接时，由于在钢材边缘流动大电流，因此在钢材边缘的周边会形成强力的电磁场。该电磁场在焊接点(V点)变为最大，因此若在周围存在磁性体，则容易向焊接点飞入。

电焊钢管的材料，常常是附着有在热轧时生成的氧化皮的状态的钢板，在成形的过程中和/或利用精成形辊(fin pass roll)时氧化皮从表层剥离。特别是当利用精成形辊时，通过削焊接面，能够形成新生面，另一方面，有时发生氧化皮粉、铁粉。另外，即使是在表层几乎未附着有氧化皮的酸洗材料，也同样有可能发生铁粉。有时发生这样地剥离的氧化皮或削出的氧化皮粉、铁粉等作为异物被咬入到焊接部的现象。在该情况下，若异物的尺寸某种程度地大，则有可能在顶锻之前未熔融而以固体状态残留于焊接面，且未被排出而成为缺陷。虽然这样的缺陷发生的频率不高，但会使焊接部的韧性降低，成为加工时的裂纹原因，因此强烈期望不论异物尺寸的大小都在造管中进行检测出。

然而，在专利文献1所公开的技术中，是求出焊接点(V点)的下游侧的稳定电弧的发生频率，来掌握焊接的热输入状态，因此对于因异物的咬入而导致的缺陷发生没有采取对策。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的是提供在电焊钢管的焊接工序中能够实时(real time)地检测出由氧化皮粉、铁粉等异物的飞入导致的比较轻度的咬入缺陷的焊接监视装置以及焊接监视方法。