兩個金屬帶材的兩個橫向端的對接焊縫的超聲波檢測方法及設備技術

本發明專利技術涉及一種兩個金屬帶材（1a、1b）的兩個橫向端的對接焊縫（1c）的檢測方法，所述兩個端部分別被靠近并被保持在第一爪及第二爪（2a、2b）之間，所述兩個爪因此沿著各個橫向端方向布置，其特征在于：第一爪及第二爪具有至少一個間隔以形成縫隙（54、55），以便用于使第一帶材表面所產生的超聲波的第一入射波傳輸通道（52）通過，并使第二帶材表面的出射波的第二傳輸通道（61）通過；-第一傳輸通道的入射波通過在至少設計成實施超聲波的在第一帶材表面產生、穿過焊縫且出射至第二傳輸通道內的第三通道的工作狀態下的激光脈沖產生；-通過當超聲波出射到第二通道內時對第二帶材表面的振動狀態的至少一個特征的測量以及有關于脈沖的工作狀態的分析步驟（7），提取焊縫的檢測特性以用于識別。還提出一種允許執行本發明專利技術的檢測方法的設備。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種如權利要求I的前序部分中所述的兩個金屬帶材的兩個橫向端的對接焊縫的檢測方法，以及一種如權利要求11的前序部分中所述的為此目的而使用的設備。本專利技術涉及對在軋制、除銹/酸洗、涂層等的加工設備內行進的金屬帶材，尤其是鋼帶材的對接焊，所述加工設備在下文中統稱為“加工設備”。本專利技術具體涉及對對接焊縫的無損檢測。
技術介紹
為了通過避免一個帶材卷一個帶材卷地加工而提高冷軋裝置及鋼帶材加工設備的生產力，現代化高效設備具備對所述帶材進行不間斷地操作，這是通過將相繼的帶材彼此焊接，將剛加工完的帶材的末端與下一個待加工的帶材的首端相銜接而進行的。在對接焊操作的過程中，待焊接的相鄰兩個帶材端部被停止移動后，加工設備的下游部分由兩個連續焊縫之間的且被預先加載的儲存帶材的裝置進行供給。上述技術是本領域技術人員公知的，其有助于提高對接焊操作的速度，以便縮短帶材端部的停止時間，并隨之減少儲存帶材的裝置的容量和成本。其還解決了對焊縫的完整性及堅固性方面的需要，該需要是使得焊縫在加工設備中不易出現斷裂或者在所述帶材行進通過加工設備的機器中時不易損害某些部位。對接焊的操作是通過焊機來執行的，所述焊機除了包括焊接設備自身(閃光對焊、電阻縫焊、TIG焊、MIG焊、激光焊、激光混合對焊)之外，還包括兩個夾爪，每個爪可用于固定一個帶材或者一個卷繞好的薄板(或至少是可退繞的)，其中一個爪被布置在沿帶材的運動方向的下游處并用于固定加載在(生產)線上的所述卷筒的尾部，另一個爪被布置在上游，并用于固定剛剛插入的卷筒狀的頭部。這種類型的焊機應當首先是能夠制造高質量的焊縫。如果帶材在加工設備的行進中出現焊縫斷裂或者需要對不合格的焊縫進行重新焊接時，這將產生重大的生產損失。多個不可分離的關鍵因素決定焊縫的質量，所述關鍵因素主要是基于以下幾個方面的標準-焊接接頭的冶金質量，尤其是在熱影響區易發生冶金學變化的鋼材；-焊接區域，在理想狀態下，焊接區域不應過厚或過??；-焊接接頭應具有連續性及密實性；冶金質量取決于所用的焊接方法和熱影響區的熱循環，以及在焊機自身內局部地或在其緊下游處執行的預加熱及焊后加熱處理或回火處理。被焊接的區域取決于焊接方法及焊接后所進行的精加工的方式。閃光對焊會產生焊道，焊道是需要被刨削掉的，通常，閃光對焊機都配備有一體的刨削裝置。電阻縫焊也會造成由于鋼板搭接而產生厚度多余量，其通常應借助焊機所裝備的滾輪裝置對其進行擠壓。激光焊可對與非常小的受熱影響區域相關的焊接區域進行精確管理。接頭的連續性及密實性主要取決于所用的焊接參數。這些參數主要是電氣參數，且通常情況下較為容易以安全可靠的方式進行管理。然而，還有一個參數占據首要位置，因為其與接頭的連續性及密實性以及其橫截面相關，這就是待被焊接的邊緣的平直度及其在焊接過程中的相對位置。為了保證對接焊縫的質量，必須將待被焊接的帶材端部完全排成直線并對齊。因此，在通常情況下焊機都配備有用于固定薄板的兩個夾爪，其中一個爪被布置在沿所述帶材的運動方向的下游，用于固定被引入到(生產)線上的卷筒的帶材的尾部，另一個爪被布置在上游且用于固定剛被引入以便將其與前一個帶材相連接的帶材的頭部。由此，帶材的端部就被夾爪固定住并超過爪一個懸伸部，這通過焊機上的剪切機或激光束實現精確且合適的剪切。懸伸部應沿著相鄰端部盡可能小，以便將所述帶材相鄰端部正確對齊并受控制地具有間隔或無間隔。盡管采取了所有的確保滿足幾何、冶金及焊接參數條件的措施，但是仍會有一些 焊縫出現缺陷，這些缺陷在通過加工設備的行進過程中容易發生斷裂現象。這些事件可能會導致嚴重的后果，尤其是在連續回火爐或電鍍爐內發生時是這樣。加工設備就會因此而停止運行幾天以便重建帶材的連續性。還有一些缺陷或缺損，其造成后果相對較為輕微，例如過大的厚度余量，這要求打開軋制機的平整機的軋輥，并會在焊縫的上游和下游因沒有平整而損失幾米的帶材。如果這種類型的事件過多的話，就會大大減少在加工設備中加工的卷筒的實際產量。因此，非常重要的是在焊縫從焊機離開并通過加工設備之前，操作員必須對焊縫的質量有足夠的信心。為此，在大部分的加工設備中都會對焊縫進行目視檢查，有時會借助攝像機。操作員的警惕性及經驗在整個決策過程中仍具有決定性的意義，通常情況下這一決策過程是比較保守的，但也會導致對一些并不總是正確的重焊操作。在某些情況下，也會使用紅外線測溫儀和紅外線照相機。特別是由于最復雜的設備具有圖像處理系統，這是很大的進步。但是，這些裝置一般被放置在待檢測的帶材及焊縫的上表面，很少能夠達到在焊機內的下表面。還有一些情況是僅僅將電氣參數和移位參數與確保正確焊接的編程參數之間進行比較。直至當前，只有這幾種方法可用于檢測這一類型的焊縫，除此之外沒有任何方法可判定內部缺陷是否存在及其危害，尤其是針對“帶材一焊縫一帶材”的復雜的內部結構更是無法判定，所述內部結構具體來說是指，將待焊接的邊緣連接的待焊邊緣(以及可能添加的金屬)的融化區以及相鄰的未熔化“熱影響”區的內部結構，其中發生不同的冶金學變化，伴隨有非常細小的新出現的缺陷，例如裂紋和未焊接的區域，其基本平面大致與操作員或者操作員在照相輔助下所捕獲到的光射線平行。此外，正如上文所述，用于使固定在爪內的帶材端部的懸伸部最小化的間隔必須盡可能的小，這就導致妨礙對焊縫正確的目視觀察及簡便的熱測量和電測量。在這種情況下，如果帶材的端部仍被保持在爪時，焊縫并未檢測，且如果檢測工作只能是在爪被從帶材夾持位置釋放后才進行，且如果根據現有技術檢測到缺陷，那么就必須將帶材重新插入焊機內并重新調整位置，以便對其進行重新切割和焊接操作，具有因此而帶來的不便。
技術實現思路
本專利技術的目的是提出一種在兩個橫向端從夾爪中釋放出來之前進行的用于兩個金屬帶的兩個橫向端的對接焊縫的檢測方法。所述方法特別用于檢測“帶材一焊縫一帶材”結構的內部及外部缺陷。為了確保該方法的實施，本專利技術的另一個目的在于提供合適的設備。檢測方法及實施其的設備如權利要求I到11中所述。本專利技術提出了一種用于兩個金屬帶材的兩個橫向端對接焊縫的檢測方法，這兩個橫向端分別被靠攏并保持在第一爪及第二爪之間，這兩個爪沿著每個橫向端布置，其特征在于第一爪及第二爪具有至少一個間隔使得形成縫隙，以便使能夠在第一帶材的一個表面產生超聲波的入射波的第一傳輸通道穿過，并使來自第二帶材表面的出射波的第二傳輸通道穿過；第一傳輸通道的入射波通過使用在至少設計成實施超聲波的在第一帶材表面產生，穿過焊縫且出射在第二傳輸通道內的第三通道的工作狀態下的激光脈沖產生；通過至少一個特征測量，例如，當超聲波出射至第二通道內時，第二帶材表面振動狀態的特征的測量，及關于脈沖的工作狀態的分析步驟(7)，從而提取焊縫檢測特性以用于識別。換句話說，根據專利技術的檢測方法適用于在軋制或加工設備中對鋼帶材卷兩端的對接焊縫的無損檢測，其中，在所述軋制或加工設備中開卷的一個帶材的端部在停止在焊機的“輸出”爪之間，而新的帶材的頭部被置于同一焊機的“輸入”爪之間，兩個帶材的如此夾持在爪中的端部被切割以便使得其幾何特征適于焊接，通過移動爪而被移動到焊接位置，并選用適合的方法——例如激光焊、等離子-電弧焊、電弧焊、電阻縫焊、閃光對焊——進行焊接。根據本專利技術的檢測方法的特點在于本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬克·米紹，
申請(專利權)人：西門子奧鋼聯冶金技術有限公司，
類型：
國別省市：