KR100995007B1 - 이형관 용접용 백비드스트랩 - Google Patents

이형관 용접용 백비드스트랩 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이형관 용접용 백비드스트랩에 관한 것으로서, 그 주요 구성은 인접한 두 단관의 관이음매를 끼고 있는 내주면에 원주방향으로 접착됨으로써, 상기 관이음매 바깥쪽에 용접비드가, 상기 관이음매 안쪽에 백비드가 동시에 형성되면서 상기 두 단관이 상호 용접되도록 하는 백비드홈이 형성된 복수의 백비드블록; 상기 복수의 백비드블록의 저면에 접착되도록 종방향으로 연장되고, 상기 복수의 백비드블록의 상면에 두 겹으로 포개지도록 횡방향으로 접착날개가 연장되어 상기 두 단관의 내주면을 따라 상기 복수의 백비드블록이 원주방향으로 접착되도록 하는 금속표지; 및 일렬로 정렬된 상기 복수의 백비드블록의 상면에 접착되도록 종방향으로 연장되고, 상면에 접착된 접착수단에 의해 상기 두 단관의 상기 관이음매와 인접한 내주면을 따라 원주방향으로 접착되는 누설방지띠;로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 위와 같은 구성에 따르면 백비드블록을 감싸는 금속표지, 인접한 백비드블록 끼리 정합되도록 하는 백비드블록의 오목부와 볼록부, 백비드블록과 단관의 내측면 사이에 개재된 누설방지띠에 의해 용접 시 삼중으로 용융금속의 누설을 차단하므로, 용접작업의 능률 및 안정성을 확보하고, 용접품질을 향상시킬 수 있게 된다.
백비드스트랩, 이형관, 용접, 백비드블록, 금속표지, 누설방지띠

Description

이형관 용접용 백비드스트랩{Back bead strap for welding a shaper tube}
본 발명은 이형관 용접용 백비드스트랩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원통형의 단관들을 용접에 의해 이어 붙여 곡관 형태의 대형 이형관을 제작함에 있어, 서로 마주보도록 인접한 단관들의 끝면과 끝면 사이에 형성되는 관이음매를 이형관 외측에 설치된 용접토치에 의해 용접할 때, 관이음매 안쪽의 이형관 내주면에 부착되어 관이음매가 이형관의 바깥쪽에서 뿐만 아니라 안쪽에서도 동시에 용접될 수 있도록 해주는 이형관 용접용 백비드스트랩에 관한 것이다.
이형관은 절곡되거나 분기된 지점에 사용하거나 또는 직경이 상이한 관을 연결하는 데 사용하는 관을 통칭하는 것으로, 이중에서 특히 곡관 형태의 대형 이형관을 제작하기 위해서는 양단이 비스듬히 절단되어 사다리꼴의 외형을 갖게 된 짧은 원형관 즉, 단관을 여러 개 이어 붙이도록 되어 있는 바, 이와 같이 단관을 이어 붙이는 용접 작업을 원활히 하기 위해 다양한 형태의 용접장치 및 방법이 개발되고 있다.
이러한 용접장치의 하나로 특허출원 제10-1999-0010620호에 개시된 이형관 자동용접장치가 제안된 바, 이 장치는 도 1에 도면부호 101로 도시된 바와 같이, 내측 용접토치조립체(108)과 외측 용접토치조립체(109)에 의해 용접개선부 즉, 관이음매(111)의 내외측을 동시에 용접하도록 되어 있다.
한편, 이형관과 함께 관로를 이루는 일반적인 원형관은 중공의 원통체로서, 중공 원통형의 단관을 이어 붙여 제작하도록 되어 있는 바, 단관을 이어 붙이는 방법의 하나로 실용신안등록출원 제20-1998-0005362호에 개시된 용접지지구를 이용한 방법을 들 수 있다.
이 방법에 의하면, 도 1에 부분적으로 도시된 것처럼, 인접한 중공 원통형의 단관(210-1,210-2)들이 그들 사이에 생기는 관이음매(211)를 용접하여 연결함에 있어, 관이음매(211)와 인접한 단관(210-1,210-2)의 내주면에 용접지지구(201)를 부착함으로써 관이음매(211)의 안쪽에 백비드를 형성하면서 두 단관(210-1,210-2)을 이어 붙이도록 되어 있다.
따라서, 상기 이형관 자동용접장치(101)에 의해 이형관(110)을 용접하는 경우 관이음매(111) 내외측을 내외측 용접토치조립체(108,109)에 의해 각각 용접하도록 되어 있으므로, 장치(101)의 구조가 복잡해지고, 자동으로 용접을 수행하기 위한 용접토치조립체의 제어가 까다로워지는 문제점이 있었다.
반면, 도 2에 도시된 것처럼 용접지지구(201)를 이용하면 단관(210-1,210-2)을 원형관(210) 외부에서 관이음매(211) 내외측을 동시 용접할 수는 있지만, 이 용접지지구(201)를 도 1에 도시된 절곡관 형태의 이형관에 적용할 경우, 단관(210-1,210-2)의 내주면과 용접지지구(201) 사이가 벌어져 용접봉이 녹아 생긴 용융금속이 벌어진 틈새로 누설되는 용락이 발생하는 등, 용접 작업이 정상적으로 이루어지 지 않고, 용접품질도 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 위와 같은 종래의 용접방식이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대형 곡관 형태의 이형관을 제작하기 위해 이형관을 이루는 각각의 단관들을 용접에 의해 일체로 연결함에 있어, 인접한 단관과 단관 사이의 경계인 관이음매를 이형관 외측에 설치된 용접토치에 의해 관이음매의 내외측을 동시에 용접할 수 있도록 관이음매와 인접한 단관의 내주면에 백비드스트랩을 부착함으로써, 용접토치조립체가 내외측에 별도로 설치되어 있던 이형관 용접기의 구조를 외측에 하나만 설치해도 좋은 간단한 구조로 단순화되도록 함과 동시에, 절곡된 관이음매에 부착됨에도 불구하고 복수의 백비드블록을 감싸는 금속표지 및 백비드블록과 단관 내주면 사이에 개재되는 누설방지띠에 의해 백비드블록으로부터 용융금속의 용락이 전혀 발생되지 않도록 하여, 용접 작업이 보다 청결하고, 용이하며, 능률적으로 수행되게 할 뿐 아니라, 용접품질이 대폭 향상되도록 하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위해, 이형관을 이루는 단관 들 중 인접한 두 단관 사이의 관이음매를 끼고 있는 상기 두 단관의 끝면과 인접한 내주면에 상기 관이음매를 따라 원주방향으로 접착됨으로써, 상기 관이음매 바깥쪽에 용접비드가, 상기 관이음매 안쪽에 백비드가 동시에 형성되면서 상기 관이음매에 의해 상기 두 단관이 상호 용접되도록 하며, 상기 백비드를 형성하도록 상면 중앙에 백비드홈이 길이방향으로 오목하게 형성되어 있는 복수의 백비드블록; 일렬로 정렬된 상기 복수의 백비드블록의 저면에 접착되도록 종방향으로 연장되고, 상기 복수의 백비드블록의 상면에 두 겹으로 포개지도록 횡방향으로 접착날개가 연장되며, 상기 접착날개에 접착된 접착수단에 의해 상기 관이음매와 인접한 상기 두 단관의 내주면을 따라 상기 복수의 백비드블록이 원주방향으로 접착되도록 하는 금속표지; 및 일렬로 정렬된 상기 복수의 백비드블록의 상면에 접착되도록 종방향으로 연장되고, 상면에 접착된 접착수단에 의해 상기 두 단관의 상기 관이음매와 인접한 내주면을 따라 원주방향으로 접착되는 누설방지띠;로 이루어지며, 상기 백비드블록은 인접한 백비드블록과 접하는 일측면에 오목부가, 그 반대쪽 타측면에 상기 오목부와 정합되는 볼록부가 각각 형성되어 있는 이형관 용접용 백비드스트랩을 제공한다.
이와 같이, 본 발명의 이형관 용접용 백비드스트랩에 의하면, 대형 곡관 형태의 이형관을 중공 원통형의 단관을 이어 붙여 제작함에 있어 관이음매 내주면에 접착되는 백비드스트랩의 금속표지가 백비드블록을 감싸고 있고, 인접한 백비드블록 사이의 틈새가 오목부와 볼록부로 이루어진 요철에 의해 꺾여 있으며, 더욱이 백비드블록의 상면에 즉, 백비드블록과 단관의 내측면 사이에 누설방지띠가 개재되어 있고, 관이음매와 인접한 단관의 내주면과 밀착하도록 백비드블록의 상면이 단관 내주면과 동일한 각도로 경사져 형성되는 등 용융금속의 용락을 방지하는 수단이 사중으로 구비되어 있으므로, 인접한 두 단관이 그 사이의 관이음매를 경계로 굴절되도록 배열되더라도 용락으로 인한 용접 작업의 능률저하 및 안전사고는 물론이고, 오손이나 용접불량 등으로 인한 용접품질의 저하를 미연에 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이형관 용접용 백비드스트랩을 첨부 도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명의 이형관 용접용 백비드스트랩은 도 3 및 도 4에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 복수의 백비드블록(3), 금속표지(5), 및 누설방지띠(7)로 구성된 이형관 용접용 보조구로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 이형관 용접기(20)에 의해 대형 곡관 형태의 이형관(10)을 제작하기 위해 이형관(10)을 구성하는 복수의 단관(10-1,10-2,10-3)을 용접할 때, 이형관(10) 외부에 장착된 용접토치(13)가 인접한 단관(10-1,10-2,10-3)들 사이의 관이음매(11-1,11-2)의 내외측을 동시에 용접할 수 있도록, 관이음매(11-1,11-2)를 끼고 있는 두 단관(10-1,10-2)(10-2,10-3)의 끝면과 인접한 내주면에 관이음매(11-1,11-2)를 따라 원주방향으로 접착된다.
여기에서, 먼저 상기 백비드블록(3)은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 용접토치(13)에 의해 용융된 용접봉의 용융금속을 수용하여 관이음매(11-1) 외측에 용접비드(41)가 형성될 뿐 아니라, 이와 동시에 관이음매(11-1) 내측에 백비드(43)가 형성되도록 하는 부재로서 내열성과 내구강도가 높은 예컨대, 세라믹과 같은 재질로 제작되며, 도 4 내지 도 6에 도시된 것처럼, 백비드(43)를 형성하기 위해 상면 중앙에 길이방향으로 즉, 이형관(10)의 원주방향으로 관이음매(11-1)를 따라 원호 형태의 횡단면을 갖는 백비드홈(31)이 오목하게 형성되어 있다.
한편, 백비드블록(3)은 다른 실시 형태로 도 12a 내지 도 12c에 도시된 것처럼, 복수의 관이음매(11-1)의 내측면(14)을 따라 부착되는 상면(52) 전체가 관이음 매(11-1)의 내측면(14)에 밀착되도록 이 내측면(14)의 경사각(a)과 동일한 각도로 경사지게 형성될 수 있는 바, 이때는 도 12a에 도시된 것처럼, 용접위치에서 이형관(10)이 V자 모양으로 꺾여 올라간 단관(10-1,10-2)의 내측면(14)에 부착될 때는 상면(52)이 좌우 모서리 쪽으로 경사각(a) 만큼 경사져 올라가도록 절단되고, 반대로, 도 12c에 도시된 것처럼, 용접위치에서 이형관(10)이 역V자 모양으로 꺾여 내려간 단관(10-1,10-2)의 내측면(14)에 부착될 때는 상면(52)이 좌우 모서리 쪽으로 경사각(a) 만큼 경사져 내려가도록 절단되어 있으며, 끝으로, 도 12b에 도시된 것처럼, 도 12a와 도 12c에 도시된 이형관(10)의 중간 위치인 꺾임이 없는 부분의 단관(10-1,10-2) 내측면(14)에 부착될 때는 상면(52)이 경사 없이 수평하게 절단되어 있다.
또한, 백비드블록(3)은 도 4 내지 도 7에 도시된 것처럼, 전체적으로 전후방측변에 비해 좌우측변이 짧게 되어 있는 직육면체 형태를 띠고 있어 도 10에서 알 수 있듯이, 이형관(10) 즉, 인접한 두 단관(10-1,10-2)의 원주방향 곡률에도 불구하고, 두 단관(10-1,10-2)의 내주면에 밀착될 수 있도록 되어 있다. 더욱이, 백비드블록(3)은 인접한 백비드블록과 접하는 전면에 오목부(33)가, 그 반대쪽 후면에 오목부(33)와 정합되는 볼록부(35)가 각각 형성되어 인접한 백비드블록(3)과의 사이에 생기는 틈새를 통해 용융금속이 쉽게 용락을 일으키지 않도록 한다.
상기 금속표지(5)는 일렬로 정렬되어 있는 복수의 백비드블록(3)을 하나의 뭉치로 모아 고정하는 포장수단으로서, 알루미늄과 같이 전성이나 연성이 좋은 금속재질로 제작되며, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 백비드블록(3)의 저 면을 따라 접착되도록 종방향으로 연장되어 있고, 백비드블록(3)의 상면에 두 겹으로 포개지도록 횡방향으로 접착날개(51)가 연장되어 도 3에 도시된 것처럼, 복수의 백비드블록(3)을 겉에서 완전히 감쌀 수 있도록 되어 있다. 금속표지(5)는 또한, 횡방향으로 연장된 접착날개(51)에 양면테이프와 같이 사용 전에는 다른 곳에 묻어나지 않는 접착수단(53)이 접착되거나, 접착제가 도포되어 복수의 백비드블록(3)과 함께 관이음매(11-1)와 인접한 두 단관(10-1,10-2)의 내주면을 따라 원주방향으로 접착될 수 있다.
상기 누설방지띠(7)는 관이음매(11-1,11-2)로 유입되는 용융금속이 인접한 백비드블록(3) 사이의 틈새로 용락되지 않도록 차단하는 수단으로서, 합성수지재의 천이나 포대로 제작되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 일렬로 정렬된 복수의 백비드블록(3)의 상면에 접착되도록 종방향으로 연장되고, 상면에 양면테이프와 같이 사용 전에는 다른 곳에 묻어나지 않는 접착수단(71)이 접착되거나, 접착제가 사용 직전에 도포되어 두 단관(10-1,10-2)의 관이음매(11-1)와 인접한 내주면을 따라 원주방향으로 접착되도록 되어 있다. 따라서, 누설방지띠(7)는 도 10에 도시된 것처럼, 인접한 백비드블록(3) 사이의 틈새(g)가 벌어지더라도 용융금속이 쉽게 용락되지 않도록 한다.
이제, 위와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이형관 용접용 백비드스트랩의 작용을 설명한다.
본 발명의 백비드스트랩(1)은 도 8에 도시된 바와 같이, 이형관 용접기(20)에 의해 인접한 복수의 단관(10-1,10-2,10-3)을 용접하여 이형관(10)을 제작할 때, 이형관(10) 외부에 장착된 용접토치(13)에 의해 관이음매(11-1,11-2)의 내외측을 동시에 용접할 수 있도록, 관이음매(11-1,11-2)를 끼고 있는 두 단관(10-1,10-2)(10-2,10-3)의 끝면과 인접한 내주면에 관이음매(11-1,11-2)를 따라 원주방향으로 접착되는 바, 단관(10-1,10-2,10-3)의 내주면에 부착하기 위해서는 도 3에 도시된 최초 보관상태에서 도 4에 도시된 것처럼, 먼저 복수의 백비드블록(3)을 감싸고 있는 금속표지(5)의 접착날개(51)를 펼친다.
그리고 나서, 접착날개(51)의 상면 즉, 안쪽면에 부착되어 있는 양면테이프와 같은 접착수단(53)과, 누설방지띠(7)의 상면에 부착되어 있는 양면테이프와 같은 접착수단(71)의 표지를 떼어낸 다음, 도 8 및 도 9에 도시된 것처럼, 관이음매(11-1)를 따라 관이음매(11-1)와 인접한 단관(10-1,10-2)의 내주면에 백비드스트랩(1)을 눌러 접착한다. 이때, 누설방지띠(7)의 중심을 따라 표시되어 있는 표지선(73)이 관이음매(11-1)의 중심선 상에 정렬되도록 한다.
백비드스트랩(1)의 접착이 완료되면, 이형관 용접기(20)를 가동하여 도 11에 도시된 것처럼 관이음매(11-1)를 용접하며, 이에 따라, 관이음매(11-1)에는 도시된 것처럼, 내외측에 용접비드(41)와 백비드(43)가 동시에 형성된다.
이렇게 해서, 이형관(10)의 용접이 완료되면, 도 11에 도시된 것처럼, 단관(10-1,10-2)의 내주면과 백비드블록(3)의 저면에 부착되어 있는 금속표지(5)를 떼어낸 다음, 백비드(43)에서 백비드블록(3)을 떼어냄으로써 백비드스트랩(1)을 이형관(10)으로부터 완전히 제거할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 이형관 용접방식을 설명하는 도면.
도 2는 용접지지구를 이용한 종래의 원형관 용접방식을 설명하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 이형관 용접용 백비드스트랩을 도시한 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 백비드스트랩을 접착날개가 펼쳐진 상태로 도시한 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 백비드블록의 평면도.
도 6은 도 5의 정면도.
도 7은 도 5의 좌측면도.
도 8은 본 발명에 따른 백비드스트랩이 이형관 용접기에 의해 용접되는 이형관에 적용된 상태를 설명하는 도면.
도 9는 도 8에 A로 표시된 부분을 확대 도시한 종단 상세 단면도.
도 10은 인접한 백비드블록들 간의 결합상태를 보인 횡단면도.
도 11은 본 발명에 따른 백비드스트랩을 관이음매와 인접한 이형관의 내주면에서 떼어내는 상태를 도시한 도면.
도 12a 내지 도 12c는 도 4 내지 도 7에 도시된 백비드블록의 다른 형태를 도시한 도면으로, 도 12a는 이형관이 V자 모양으로 꺾여 올라간 단관의 내측면에 부착되도록 상면이 좌우 모서리 쪽으로 경사져 올라가도록 절단되어 있는 이형관의 부분 종단면도이고, 도 12b는 이형관의 꺾임 없는 중간부분의 단관 내측면에 부착되도록 상면이 경사 없이 수평하게 절단되어 있는 이형관의 부분 종단면도이며, 도 12c는 이형관이 역V자 모양으로 꺾여 내려간 단관의 내측면에 부착되도록 상면이 좌우 모서리 쪽으로 경사져 내려가도록 절단되어 있는 이형관의 부분 종단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 백비드스트랩 3 : 백비드블록
5 : 금속표지 7 : 누설방지띠
10 : 이형관 10-1,10-2,10-3 : 단관
11-1,11-2 : 관이음매 13 : 용접토치
20 : 이형관 용접기 31 : 백비드홈
33 : 오목부 35 : 볼록부
51 : 접착날개 53 : 접착수단
71 : 접착수단 73 : 표지선

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 이형관(10)을 이루는 단관(10-1,10-2,10-3) 들 중 인접한 두 단관(10-1,10-2,10-3) 사이의 관이음매(11-1,11-2)를 끼고 있는 상기 두 단관(10-1,10-2)의 끝면과 인접한 내주면에 상기 관이음매(11-1)를 따라 원주방향으로 접착됨으로써, 상기 관이음매(11-1) 바깥쪽에 용접비드(41)가, 상기 관이음매(11-1) 안쪽에 백비드(43)가 동시에 형성되면서 상기 관이음매(11-1)에 의해 상기 두 단관(10-1,10-2)이 상호 용접되도록 하며, 상기 백비드(43)를 형성하도록 상면 중앙에 백비드홈(31)이 길이방향으로 오목하게 형성되어 있는 복수의 백비드블록(3);
    일렬로 정렬된 상기 복수의 백비드블록(3)의 저면에 접착되도록 종방향으로 연장되고, 상기 복수의 백비드블록(3)의 상면에 두 겹으로 포개지도록 횡방향으로 접착날개(51)가 연장되며, 상기 접착날개(51)에 접착된 접착수단(53)에 의해 상기 관이음매(11-1)와 인접한 상기 두 단관(10-1,10-2)의 내주면을 따라 상기 복수의 백비드블록(3)이 원주방향으로 접착되도록 하는 금속표지(5); 및
    일렬로 정렬된 상기 복수의 백비드블록(3)의 상면에 접착되도록 종방향으로 연장되고, 상면에 접착된 접착수단(71)에 의해 상기 두 단관(10-1,10-2)의 상기 관이음매(11-1)와 인접한 내주면을 따라 원주방향으로 접착되는 누설방지띠(7);로 이루어지며,
    상기 백비드블록(3)은 인접한 백비드블록(3)과 접하는 일측면에 오목부(33)가, 그 반대쪽 타측면에 상기 오목부(33)와 정합되는 볼록부(35)가 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이형관 용접용 백비드스트랩.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 백비드블록(3)은 복수의 관이음매(11-1,11-2)의 내측면(14)을 따라 부착되는 상면(52)이 상기 내측면(14)에 밀착되도록 상기 내측면(14)의 경사각(a)과 동일한 각도로 경사지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이형관 용접용 백비드스트랩.
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