一、影响高频直缝焊管机ERW焊接质量因素分析
我们大致将ERW焊管的生产过程分为“成型”和“焊接”两个过程，而成型过程中，主要是依靠机械设备成型挤压辊来实现的，挤压辊设备一般很稳定，安装调节之后参数一般不会轻易改变，对焊接的质量影响不是很大，因此，ERW焊管的质量很大程度上是由这个“焊接”过程来决定的。而ERW焊管的焊接过程需要高频发生器，馈电装置，挤压辊等各个环节共同、协调、有序的工作才能保证焊接的质量，这些各个环节就像一个系统，在这个系统内，各个环节相互工作，相互影响，因此影响焊接质量的因素就是多方面的。通过对高频直缝焊管机和现场的考察我们归纳了以下一些影响ERW焊管焊接质量的因素，而且为了分析的方便，我们把每一个因素都做以简单的分析，虽然最后的质量不是某一个单一变量所能决定，但是通过我们逐一分析，我们可以清楚各个环节对焊接质量的影响有多大，下面我们就来分析下我们归纳的各个因素的对焊接质量的影响：
1、频率
这里说的频率是指焊接时用来在带钢边缘产生热量的电流的频率。频率对高频焊接来说影响是很大的，频率的大小影响着电流在带钢上的分布情况，直接关系到输入热量的大小。最直接的反应就是对焊接处加热区域面积大小的影响，从加热面积大小我们可以大致的看出焊接的质量，加热面积越大，说明输入的热量越多，容易产生“过热焊接”，加热面积越小，说明输入的热量越少，容易产生“过冷焊接”，而“过热焊接”和“过冷焊接”所产生的钢管的质量都是不合格的。产生热量多少的原因可能就有频率过高或过低的原因，因此说对频率的控制很重要。简单说频率越高越好，但是考虑到带钢材料的不同一般取350KHz~450KHz的频率。
2、V型汇合角
V型汇合角指的是管坯在进入高频电阻焊时管坯缝合处的夹角。高频电阻焊就是通过控制电流的分布，把热量控制在这个缝合处的边缘，使得缝合处的边缘瞬时加热至熔融状态，并且管坯里面的钢水被瞬间汽化、爆破、喷溅出来，形成很亮的亮光，这就是为什么我们获取的焊接图像中的V型汇合角处有一圈很亮的部分。V型汇合角的情况直接关系到管坯的缝合情况的。简单的说，V型汇合角过大时，加热多，带钢过度融化，容易形成过热焊接；V型汇合角过小时，没有充分加热就缝合，管坯边缘融化的不太好，缝合后将会缝合的不严实，容易形成过冷焊接。因此合格的焊接对V型汇合角的控制时很重要的。当然不仅对V型汇合角的大小有要求，对V型汇合角还有一个要求指标就是两边的对称度，只有在一定的对称度下，两边的受的热量才能接近相同，受到成型机挤压的挤压力才能接近一样，两边的焊接情况也才能趋于一样。因为两边的对称度越接近，说明两边的环境越接近，对于相同的环境下，两边的焊接质量才能确保更接近甚至一样，管坯缝合后才能更好的再结晶。
3、焊接方式
焊管的高频直缝焊管机组焊接方式大概有两种，一种是接触焊，一种是感应焊，根据所生产的钢管的不同，一般会选用不同的焊接方式的。
接触焊，顾名思义就是焊接电极头直接与焊管的边缘接触的焊接方式，这种方式使得高频电流所产生的集肤效应和邻近效应发挥更好的作用。但是因为电极头和焊管直接相接处，电极头磨损较快，同时由于焊管表面平整度变化使得焊接电流的稳定性变差了，这样就会使得焊缝内外的毛刺增多，对焊接质量带来一定影响。
感应焊，就是通过将感应线圈套在被焊焊管的表面来控制输入电流。相对来说，感应圈的圈数越多越好，但是圈数多了就不好安装了，感应线圈与焊管表面越近越好，但是太近有容易放电，不利于焊接。因为感应焊电极头不接触焊管，感应电流比较稳定，焊接处内外表面较为平整，所以质量也稳定。
4、输入功率
输入功率指的是馈电装置在焊接时的输入功率。输入功率对焊接的影响显而易见，输入功率是用来给管坯提供热量的，管坯在过高或者过低的温度下，焊接的质量都会受到影响，当输入功率过高，管坯接受到的温度就高，或者受热时间就长，这不仅影响到焊接过程的稳定性，而且会使管坯边缘过度融化，形成针孔和更多的毛刺；当输入功率过低时，管坯接受到的温度就低，或者受热时间短，容易出现虚焊脱焊等缺陷，因此对输入功率的监控对焊接质量来说是一个很重要目标。当然焊接的输入功率也不能一成不变，因为管壁的厚度不是一成不变的，成型机的速度也不是一成不变的，这就要求实时的改变输入功率的高低。
5、焊接速度
高频直缝焊管设备的焊接速度可以简单的理解为管坯通过高频馈电装置的速度，因为管坯是在通过高频馈电装置的过程中完成焊接形成焊管的，通过了高频馈电装置，焊接过程也就基本完成了，之后再经过去毛刺就可以基本定型了，因此焊接速度对焊接质量的影响也是非常大的。当焊接速度过快时，管坯接受到热量的时间就短，容易加热不足；当焊接速度过慢时，管坯接受到时间就越长，容易过加热。直观地，我们也可以从管坯焊接处的V型汇合角的大小来判断焊接速度。当V型汇合角的角度变小时，说明焊接速度慢了，因为速度慢了，V型汇合角被拉长了，所以角度变小了；当V型汇合角的角度变大时，说明焊接速度快了，因为速度快，V型角被缩短了，所以角度就变大了。总之，焊接速度我们可以从V型汇合角来判断。
6、焊接压力
焊接压力是指管坯在焊接时成型机在管坯两边的挤压力，也就是这个挤压力使得被加热至熔融状态的管坯在推力下，再次融合结晶。它对高频焊接质量的影响也是非常的重要。简单可以理解成这样，推力过大，焊缝处形成更多的毛刺，并且不利于之后的定型，推力过小，容易形成虚焊。
同时，管坯两边的推力要均匀，尽量大小相等，这才能使得两边缘都充分融化、充分再结晶，确保焊接质量。焊接推力的大小，也可以从V型汇合角来判断，推力越大角度越小，推力越小，角度越大。
二、高频直缝焊管机ERW焊管质量监控策略
我们知道，ERW焊管是在“成型”和“焊接”两个大的过程中完成的，而其中这个“焊接”是影响焊管质量的最主要的原因，“焊接”的影响因素直接影响着焊管的质量。通过上面的分析，我们可以看出，影响ERW焊管焊接质量的因素很多，是一个复杂的复合体，不能单纯从某一个变量来衡量，这就要求我们必须同时检测多个变量，从多个变量的变化来综合的、相关联的来分析ERW焊管的焊接质量，而怎样才能同时检测多个变量呢，在研究国内外对ERW焊管质量控制研究的基础上想到了运用图像处理的技术来检测这些变量，因为图像包含的信息量大，图像的亮度、梯度的变化、区域的大小等都能反映出很多信息，因此从图像中我们可以获得焊接的多个参数。但是取那块的图像来研究呢?从上面我们的分析和中外的相关文献研究以及我们现场的勘测，我们取焊接处的图像来进行处理和特征提取，来指导我们对焊接质量的监控。
从相关研究和上面的分析我们可以看出，焊接处的V汇合型角的很多特征都能反应焊接的质量，V型汇合角的很多特征都和上面我们分析的影响焊接质量的因数相关联。例如，焊接的频率和输入功率与V型汇合角的加热面积相关；焊接的速度和V型汇合角的顶点位置相关；焊接压力和V汇合型角的汇合角度的大小以及汇合角的对称度相关。因此，当我们通过图像监控到了V汇合型角处的发亮的面积，即知道了焊接频率和输入功率的关系；知道了V汇合型角的顶点的位置情况就知道了焊接的速度；知道了V型角的汇合点的角度和汇合角的对称度就知道了焊接压力的关系了，而以上的这些特征值我们可以通过焊接处的图像来获取，通过相关算法从图像中提取到这些特征值即提取到了影响焊接质量的变量因素。
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