[发明专利]钢管材的焊接区加热装置和方法

权利要求书

1.一种钢管材的焊接区加热装置，是用于一边将移动的钢板弯曲成圆筒状一边制成管状的钢管材，并利用在规定的频率区域频率可变的交流电源在该钢管材的端面附近流通交流电流从而产生焦耳热，连续地使该钢管材的焊接区熔融并进行压接的钢管材的焊接区加热装置，其特征在于，具有：与所述钢管材的端面的焊接区对向地配置，检测该焊接区的自发光并输出辉度图像的第1摄像单元；基于该辉度图像进行图像处理，通过辐射光测温来运算所述焊接区的板厚方向温度分布的焊接区温度分布运算单元；使用预先根据钢管材的尺寸和电磁特性设定的交流电流的频率与板厚方向温度分布的关系的评价基准，基于该板厚方向温度分布决定所述交流电流的频率的加热控制单元；和用于使采用该加热控制单元决定的频率的交流电流在所述钢管材中流通的频率可变的交流电源。

2.根据权利要求1所述的钢管材的焊接区加热装置，其特征在于，还具有：将所述钢管材的焊接区从其上侧进行摄像，输出刚压接钢管材后的熔融了的钢材的平面图像的第2摄像单元；和基于该平面图像求出熔融形状并输出熔融部的宽度值的焊接区熔融形状测量单元，

所述加热控制单元使用预先设定的该熔融部的宽度的评价基准以及所述交流电流的频率与板厚方向温度分布的关系的评价基准，基于该熔融部的宽度值和所述板厚方向温度分布决定所述交流电流的频率。

3.根据权利要求1或2所述的钢管材的焊接区加热装置，其特征在于，还具有：测定所述交流电源的电流波形的焊接电流波形测定单元；和以由该焊接电流波形测定单元输出的电流波形为基础，求出作为该电流波形的频率的时间变动宽度的焊接频率时间变动值并进行输出的焊接频率变动测量单元，

所述加热控制单元进一步将所述焊接频率时间变动值与预先设定的容许值比较从而决定所述交流电流的频率。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的钢管材的焊接区加热装置，其特征在于，具有加热用电磁线圈，该加热用电磁线圈沿所述钢管材的外侧圆周方向与该钢管材大致同轴地配置，并由所述频率可变的交流电源供给励磁电流，使所述交流电流对该钢管材进行感应从而进行加热。

5.根据权利要求4所述的钢管材的焊接区加热装置，其特征在于，所述加热控制单元决定所述加热用电磁线圈的励磁电流的频率和电流值，从而控制所述频率可变的交流电源。

6.根据权利要求1～3中的任一项所述的钢管材的焊接区加热装置，其特征在于，具有隔着所述焊接区配置于钢板的两侧端部的每一端部的一对直接通电用触头来作为用于流通来自所述交流电源的交流电流的电极。

7.根据权利要求6所述的钢管材的焊接区加热装置，其特征在于，所述加热控制单元决定向所述直接通电用触头供给的交流电流的频率和电流值，从而控制所述频率可变的交流电源。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的钢管材的焊接区加热装置，其特征在于，所述频率可变的交流电源是磁能量再生型的交流电源装置。

9.一种钢管材的焊接区加热方法，是用于一边将移动的钢板弯曲成圆筒状一边制成管状的钢管材，并利用在规定的频率区域频率可变的交流电源在该钢管材的端面附近流通交流电流从而产生焦耳热，连续地使该钢管材的焊接区熔融并进行压接的钢管材的焊接区加热方法，其特征在于，包括：采用与所述钢管材的端面的焊接区对向地配置的第1摄像单元检测该焊接区的自发光并输出辉度图像的第1摄像工序；基于该辉度图像进行图像处理，通过辐射光测温来运算所述焊接区的板厚方向温度分布的焊接区温度分布运算工序；使用预先根据钢管材的尺寸和电磁特性设定的交流电流的频率与板厚方向温度分布的关系的评价基准，基于该板厚方向温度分布决定所述交流电流的频率的加热控制工序；和采用所述频率可变的交流电源使所述钢管材中流通在该加热控制工序中决定的频率的交流电流的工序。

10.根据权利要求9所述的钢管材的焊接区加热方法，其特征在于，还具有：采用第2摄像单元将所述钢管材的焊接区从其上侧进行摄像，输出刚压接钢管材后的熔融了的钢材的平面图像的第2摄像工序；和基于该平面图像求出熔融形状并输出熔融部的宽度值的焊接区熔融形状测量工序，

在所述加热控制工序中，使用预先设定的该熔融部的宽度的评价基准以及所述交流电流的频率与板厚方向温度分布的关系的评价基准，基于该熔融部的宽度值和所述板厚方向温度分布决定所述交流电流的频率。