KR101354245B1 - 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치 - Google Patents

용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101354245B1
KR101354245B1 KR1020120108586A KR20120108586A KR101354245B1 KR 101354245 B1 KR101354245 B1 KR 101354245B1 KR 1020120108586 A KR1020120108586 A KR 1020120108586A KR 20120108586 A KR20120108586 A KR 20120108586A KR 101354245 B1 KR101354245 B1 KR 101354245B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
welding
torch
platform
copper
unit
Prior art date
Application number
KR1020120108586A
Other languages
English (en)
Inventor
심경태
전재승
이정수
Original Assignee
주식회사 한진중공업
주식회사 티엠에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 한진중공업, 주식회사 티엠에스 filed Critical 주식회사 한진중공업
Priority to KR1020120108586A priority Critical patent/KR101354245B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101354245B1 publication Critical patent/KR101354245B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/0026—Arc welding or cutting specially adapted for particular articles or work
    • B23K9/0035—Arc welding or cutting specially adapted for particular articles or work of thin articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

본 발명은, 두께 10㎜ 이하의 박판을 용접할 때 발생하는 용접변형의 정도에 따라 토치의 용접자세가 자동으로 변함으로써, 용접변형에 의한 아크의 쏠림과 비드의 불균일한 생성이 방지되어, 용접 품질이 향상되는, 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치는, 가이드유닛(A)과, 가이드유닛을 따라 이동할 수 있는 주행대차(B)와, 주행대차에 탑재하는 용접유닛(C)으로 이루어져 있다. 주행대차(B)는, 가이드유닛이 전면 측에 조립되는 본체부(200), 본체부의 후면 측에 설치되는 지지블록(205), 지지블록에 장착되는 탑재판(206), 지지블록에 일측 단부가 노출되는 형태로 결합되는 안내축(207)을 포함하여 구성된다. 용접유닛(C)은, 용접자세의 조정이 가능한 토치(301)가 구비되는 용접작업부, 용접작업부가 일단측에 조립되고 또 용접작업부와 간섭이 생기지 않는 지점에 앵귤러베어링(311)이 관통설치되는 플랫폼(310), 플랫폼의 일단측에 구비되는 아이들 롤러(312), 슬라이드이동 가능하도록 플랫폼의 타단측에 조립되는 아암(309), 아암의 타단측에 조립되는 메인 롤러(307)를 포함하여 구성된다. 용접유닛의 플랫폼과 주행대차의 탑재판은, 앵귤러베어링과 탑재판을 관통하는 하나의 축에 의해 결합됨으로써 이 축을 중심으로 플랫폼이 탑재판 상에서 회전 가능하다.

Description

용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치{An electro gas welding equipment for tracking of thin plate welding distortion}
본 발명은, 특수선 및 박판 선박의 제조에 매우 효과적으로 사용할 수 있는 일렉트로 가스 용접장치에 관한 것으로서, 두께 10㎜ 이하(주로 6∼9㎜)의 박판(이하에서, 「모재」라고 하기도 한다)을 용접할 때 발생하는 용접변형의 정도에 따라 토치의 용접자세(위치 및 각도)가 자동으로 변함으로써 모재의 용접변형으로 인한 아크의 쏠림과 비드의 불균일한 생성이 방지되어 용접 품질이 향상되는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치(이하, 단지 「박판용 일렉트로 가스 용접장치」라 한다)에 관한 것이다.
고속정, 군수지원정, 해양경찰선과 같은 특수선에서는, 판 두께 6∼9㎜의 박판(모재)을 외판(外板)으로 많이 사용한다.
이러한 외판에 대해서는, 이산화탄소 용접(FCAW: Flux Cored Arc Welding)을 행하게 되는데, 일반적으로 용접이 행해지는 작업구간 내에는 비계(족장(足場)) 등과 같은 가설물이 많이 설치되어 있을 뿐 아니라 수직 맞대기 용접을 행하는 구간도 많아 용접작업을 수행하는 용접사의 입장에서는 작업환경이 열악하다.
특히, 수직상향 용접이 행해지는 작업구간에서는 비드가 고르게 형성되지 않기 때문에, 충분한 용접강도를 얻기 위해서는 동일한 용접작업을 3회 이상 실시해야 하는 번거로움이 있다.
게다가 이러한 반복 용접은 용접부 주위에 다양한 열변형을 발생시키기 때문에, 원하는 용접 품질을 얻기 위해서는, 용접작업의 완료 후에 사상작업(grinding)이나 곡직작업(heating)과 같은 추가작업을 더 행해야 하는 단점이 있다.
따라서 본 발명은, 판 두께 10㎜ 이하의 박판을 효과적으로 용접할 수 있는 박판용 일렉트로 가스 용접장치를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 용접변형 발생시 토치의 용접자세가 용접변형의 정도에 따라 자동으로 변하여 용접개선과 토치 사이의 거리 및 각도가 항상 일정하게 유지될 수 있도록 한, 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 박판 용접에 알맞은 냉각 성능이 발휘되고 또 보호 가스가 고르게 분산될 수 있는 구조로 된 동당금을 토치의 하방에 배치함과 아울러 동당금의 위치가 용접개선의 폭방향으로 조정될 수 있도록 하여 용접 품질을 향상시킬 수 있는, 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 후판(厚板)에 비해 용접개선 폭이 좁은 박판 용접시, 박판의 용접개선 면에 토치 팁이 접촉하여 발생할 수 있는 아크 멈춤 현상을 방지하기 위해 토치 팁의 선단부를 가늘게 한, 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
상기 과제는, 예를 들면, 특허청구범위의 각 청구항에 기재된 아래의 구성에 의해 효과적으로 해결될 수 있다.
[1] 도 1∼도 4에 예시하는 바와 같이, 가이드유닛(A)과, 가이드유닛을 따라 이동 가능하도록 가이드유닛과 조립하는 주행대차(B)와, 주행대차가 가이드유닛을 따라 이동할 때 모재에 대한 용접이 행해질 수 있도록 주행대차에 탑재하는 용접유닛(C)을 포함하여 이루어지는 일렉트로 가스 용접장치로서, 주행대차(B)는, 가이드유닛(A)과의 조립이 전면(前面) 측에서 행해지는 본체부(200)와, 본체부의 후면(後面) 측에 설치되는 지지블록(205)과, 지지블록에 장착되는 탑재판(206)과, 지지블록(205)에 일측 단부가 노출되는 형태로 결합되는 안내축(207)을 포함하여 구성되고; 용접유닛(C)은, 용접자세의 조정이 가능한 토치(301)가 구비되는 용접작업부와, 용접작업부가 일단측에 조립되고 또한 용접작업부와 간섭이 생기지 않는 지점에 앵귤러베어링(311)이 관통설치되는 플랫폼(310)과, 용접작업부와 함께 플랫폼의 일단측에 구비되는 용접변형 추적용의 아이들 롤러(312)와, 플랫폼의 타단측에 조립되는 메인 롤러(307)를 포함하여 구성되며; 용접유닛의 플랫폼(310)과 주행대차의 탑재판(206)은, 앵귤러베어링(311)과 탑재판(206)을 관통하는 하나의 축에 의해 결합됨으로써 이 축을 중심으로 하여 플랫폼이 탑재판(206) 상에서 회전 가능한 것을 특징으로 하는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치.
[2] 또한, 본 발명에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치는, 도 1에 예시하는 바와 같이, 플랫폼(310)에 대해 슬라이드이동 가능하도록 플랫폼의 타단측에 조립되는 아암(309)을 더 포함하며, 메인 롤러(307)는 아암의 타단측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치.
[3] 또한, 본 발명에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치는, 상기 [1] 또는 [2]의 구성에 더해, 도 1∼도 4에 예시하는 바와 같이, 용접유닛(C)의 하방(下方)에 배치되는 동당금 조립체(400)와, 일측 단부가 노출되는 형태로 지지블록(205)에 결합되어 있는 안내축(207)의 상기 일측 단부에 슬라이드이동 가능하게 장착되는 동당금 위치 조정 슬라이드(305)를 더 포함하며, 동당금 조립체(400)와 동당금 위치 조정 슬라이드(305)는 서로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치.
[4] 또한, 도 6에 예시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치에서, 동당금 조립체(400)는, 용접개선을 사이에 두고 양측 모재에 걸쳐지는 형태로 모재의 표면에 밀착되는 동당금(410)과, 동당금을 모재 측으로 밀어붙이는 동당금 가압수단(420)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치.
[5] 또한, 도 5 및 도 6에 예시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치에서, 동당금 조립체의 동당금(410)은, 냉매가 들어오고 나가는 냉각케이스(411)와, 냉매가 냉각케이스의 내측공간을 지그재그로 유동하도록 서로 간격을 두고 내측공간의 상하면을 따라 돌출설치되는 복수의 유동제어판(414)과, 냉각케이스의 후방에서 전방으로 갈수록 개구(開口)의 폭이 확대되는 형태로 냉각케이스의 상단측에 형성되는 가스유입구(415)로 이루어져 있고; 동당금 가압수단(420)은, 스프링이 내장된 실린더(422)와, 이 실린더에 끼워진 후단부가 스프링에 의해 실린더의 전방측으로 밀림에 따라 냉각케이스가 모재에 밀착되도록 하는 로드(421)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치.
[6] 또한, 도 1∼도 4에 예시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치에서, 가이드유닛(A)은, 어느 한쪽 변에 래크기어(103)가 구비된 가이드레일(101)과, 가이드레일의 어느 한쪽 면에 설치되는 자석고정구(102)를 포함하여 구성되고; 주행대차(B)는, 본체부(200)와, 본체부의 일측에 설치되어 래크기어(103)와 맞물리는 피니언기어와, 래크기어가 구비되는 가이드레일(101)의 어느 한쪽 변의 일부분이 협지(挾持)될 수 있도록 피니언기어를 사이에 두고 피니언기어의 양측에 쌍으로 설치되는 접촉롤(201)과, 본체부의 타측에 이동조작이 가능하도록 배치되는 간격조정블록(203)에 설치되는 간격조정롤(202)과, 접촉롤(201)과 간격조정롤(202) 사이의 간격이 조정 가능하도록 일단부가 간격조정블록(203)에 결합된 상태로 본체부의 임의 지점에 설치되는 간격조정수단(204)과, 본체부 후면(後面) 측에 설치되는 지지블록(205)과, 지지블록 상에 장착되는 탑재판(206)과, 지지블록에 일측 단부가 노출되는 형태로 결합되는 안내축(207)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치.
[7] 또한, 도 1 및 도 3에 예시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치에서, 용접유닛의 메인 롤러(307)는, 장력조절요소(308)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치.
[8] 또한, 도 1∼도 4 및 도 7에 예시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치에서, 용접유닛의 용접작업부는, 선단부로 갈수록 굵기가 가늘어지는 토치 팁(T)을 갖는 토치(301)와, 토치를 고정시키는 클램프(302)가 구비되어 있는 토치 각도 조정 슬라이드(306)와, 토치와 모재 사이의 간격조정이 가능하도록 토치 각도 조정 슬라이드가 조립되어 있는 Z축 토치 위치 조정 슬라이드(303) 및 Z축 토치 위치 조정 슬라이드가 조립되어 있는 Y축 토치 위치 조정 슬라이드(304)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치.
본 발명에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치는, 후판 용접에 사용하던 일렉트로 가스 용접장치의 장점이 발휘되면서도 판 두께 10㎜ 이하의 박판 용접에 적합하도록 구조가 개량되어 있으므로, 박판을 외판으로 사용하는 특수선의 건조시, 박판 용접을 매우 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치는, 주행대차의 본체부에 구비된 탑재판에 대해, 용접유닛의 플랫폼이 일정 각도 범위 내에서 회동(回動) 가능하도록, 탑재판과 플랫폼이 앵귤러베어링을 통해 하나의 축(또는 핀)으로 결합되어 있다. 따라서, 용접변형이 생길 수 있는 부위(예를 들면, 용접개선)를 지나가도록 플랫폼의 일단측에 설치된 아이들 롤러가 실제로 용접변형 부위를 통과할 때 받게 되는 반력과, 용접변형이 생기지 않는 부위(예를 들면, 용접개선으로부터 멀리 떨어진 모재의 표면)를 지나가도록 플랫폼의 타단측에 설치된 메인 롤러가 받는 반력의 차이에 해당하는 각도만큼, 플랫폼이 탑재판 상에서 회동하여, 토치와 용접개선 면 사이의 거리와 각도가 항상 일정하게 유지될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치는, 박판 용접시에 적당한 냉각 성능이 발휘될 수 있고 또 보호 가스가 용융 푸울 근처에서 고르게 분산될 수 있는 구조로 된 동당금이 용접개선의 폭방향으로 위치 조정 가능하도록 토치의 하방에 배치됨과 아울러 이 동당금이 동당금 가압수단에 의해 적절한 접촉압력을 갖고서 모재의 표면에 밀착되므로, 동당금이 용접개선 주변의 표면에서 뜨는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 용접부 주변이 과냉되는 경우에 생길 수 있는 용접결함과, 용접부 주변이 과열되는 경우에 생길 수 있는 비드 폭의 과대화가 동시에 억제되어 용접부의 용접 품질이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치는, 토치 팁의 선단부가 슬림하게 가공되어 있으므로, 박판의 용접개선 면에 토치 팁이 접촉하는 경우에 발생하는 아크 멈춤 현상이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치는, 상술한 작용효과가 동시에 발휘되므로, 박판 용접시, 용접사가 행하게 되는 용접작업의 횟수를 최소화시킬 수 있고, 용접작업도 원활히 수행될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치는, 근본적으로 용접작업이 자동으로 행해지기 때문에, 용접사의 작업환경을 개선하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 박판용 일렉트로 가스 용접장치를 앞에서 본 정면도.
도 3은 도 1에 도시된 박판용 일렉트로 가스 용접장치를 위에서 내려다 본 평면도.
도 4는 도 1에 도시된 박판용 일렉트로 가스 용접장치를 좌측에서 본 측면도.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 동당금의 구조와 작용 원리를 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 동당금 조립체의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 토치 팁의 단면도.
이하, 본 발명에 따른 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치의 구성과 작용ㆍ효과가 실시예 및 첨부도면에 의거하여 구체적으로 설명된다.
박판용 일렉트로 가스 용접장치의 전체 구성
도 1에 예시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치는, 가이드유닛(A)과, 가이드유닛(A)을 따라 이동할 수 있도록 이 가이드유닛(A)과 조립되어 있는 주행대차(B)와, 주행대차(B)가 가이드유닛(A)을 따라 이동하고 있을 때 박판에 대한 용접이 행해질 수 있도록 이 주행대차(B)에 탑재시킨 용접유닛(C)으로 이루어져 있다.
가이드유닛(A)의 구성
우선, 이들 구성요소 중 가이드유닛(A)은, 도 1∼도 3에 예시하는 바와 같이, 어느 한쪽 변(도 1의 방향표시에 따르면 우측 변(邊))에 래크기어(103)가 구비된 가이드레일(101)과, 가이드레일(101)의 어느 한쪽 면(도 1에서는 전면(前面))에 설치되는 다수의 자석고정구(102)로 구성되어 있다.
가이드레일(101)은 길이에 있어서 특별히 제한을 두고 있지는 않다.
또, 가이드레일의 전면 측에 자석고정구(102)를 설치함에 있어서는, 예를 들면, 볼트(또는 나사) 체결 방식이 이용된다.
자석고정구(102)는, 용접이나 리벳팅으로도 가이드레일(101)에 설치될 수 있지만, 부품 간 분해조립이 용이한 볼트 체결 방식이 선호된다. 또, 이 자석고정구는, 전자석으로 구성되는 것이 일반적이지만, 영구자석과 전자석을 혼용해서 구성될 수도 있다.
또한, 래크기어(103)의 치간 거리(피치)는, 후술하는 주행대차의 이동속도에 영향을 끼치게 되고, 이에 의해, 주행대차에 탑재된 용접유닛의 용접속도와 동당금에 의한 용접부의 냉각속도도 영향을 받게 되므로, 용접부의 용접 품질이 최상으로 유지될 수 있는 피치가 되도록 적절히 선정한다.
주행대차(B)의 구성
본 실시예에 따른 주행대차(B)는, 도 1∼도 3에 예시하는 바와 같이, 가이드유닛(A)과의 조립이 전면(前面) 측에서 행해지는 본체부(200)와, 본체부의 일측에 설치되어 래크기어(103)와 맞물리는 피니언기어와, 래크기어가 구비된 가이드레일의 어느 한쪽 변의 일부분이 협지(挾持)될 수 있도록 피니언기어를 사이에 두고 피니언기어의 양측(도 1에서는 상하측)에 쌍으로 설치된 접촉롤(201)과, 이 본체부의 타측에 이동 조작이 가능하도록 배치되는 간격조정블록(203)의 상하측에 쌍으로 설치된 간격조정롤(202)과, 접촉롤과 간격조정롤 사이의 간격을 조정하기 위해 일단부가 간격조정블록(203)에 결합된 상태로 본체부의 임의 지점(도 1에서는 본체부의 우측단)에 설치된 간격조정수단(204)과, 이 본체부의 후면(後面) 측에 설치된 지지블록(205)과, 지지블록 상에 장착된 탑재판(206)과, 지지블록(205)에 일측 단부가 노출되는 형태로 결합된 안내축(207)으로 구성되어 있다.
본체부(200)는, 대략적인 형상이 직육면체로 되어 있으며 가이드레일(101)을 받아들일 수 있는 오목부가 전면에 형성되어 있다.
또, 래크기어(103)와 맞물릴 수 있도록 본체부의 일측에 배치하는 피니언기어는, 도 1에 예시하는 기어드모터(M)의 출력축에 결합되어 있다. 따라서 기어드모터(M)가 구동되면, 래크기어(103)와 맞물려 있는 피니언기어가 회전하고, 이에 의해 주행대차의 본체부(200)가 가이드유닛의 가이드레일(101)을 따라 연직방향(도 1에서는 상하방향)으로 상승하거나 하강하게 된다.
또, 접촉롤(201)과 간격조정롤(202)은, 본체부(200)의 좌우측 상하부에 각각 한 쌍씩 총 4쌍이 배치되어 있다. 이들 쌍을 이루는 롤들은, 도 3에 예시하는 바와 같이, 가이드레일(101)의 양측 변에 가까워질수록 롤 사이가 가까워지는 형태로 배치되어 있다.
간격조정롤이 상ㆍ하부에 한 쌍씩 설치되어 있는 간격조정블록(203)은, 간격조정수단(204)의 조작에 의해, 본체부(200)의 좌측에서 우측으로 또는 우측에서 좌측으로 이동이 가능하므로, 가이드레일(101)의 폭 치수에 맞춰, 접촉롤과 간격조정롤 사이의 간격이 조정 가능하다. 이에 따라, 간격조정수단의 조작을 통해, 가이드유닛(A)과 주행대차(B)의 조립ㆍ분해가 행해진다.
간격조정수단(204)으로는 예를 들면, 도 1에 예시하는 바와 같이, 한쪽 단부에 노브(knob)가 장착되고 다른쪽 단부에 간격조정블록(203)이 결합되는 볼 스크류가 채용될 수 있다.
탑재판(206)의 소정 위치에는 예를 들면, 이 탑재판을 관통하는 형태로 앵귤러베어링이 설치되거나, 또는 후술하는 플랫폼에 마련된 앵귤러베어링의 내륜 안쪽으로 끼워넣을 수 있는 축이 구비되거나, 또는 이러한 축(또는 핀)이 관통하여 설치될 수 있는 구멍이 형성되어 있다.
본체부의 후면에 돌출설치된 지지블록(205)은, 탑재판이 안정적으로 지지될 수 있도록, 탑재판의 하면 양측에, 하나씩 총 2개가 배치되어 있다. 그러나 지지블록의 개수가 이에 한정되는 것은 아니고, 셋 이상이어도 좋고, 하나이어도 좋다.
또, 이 지지블록(205)에는, 일측 단부(도 1에서는 좌측 단부)가 노출되는 형태로 안내축(207)이 고정되어 있다.
용접유닛(C)의 구성
본 실시예에 따른 용접유닛(C)은, 도 1∼도 4에 예시하는 바와 같이, 용접자세 조정이 가능한 토치(301)를 구비하는 용접작업부와, 이 용접작업부가 일단측(도 1에서는 좌단측)에 조립되고 또 용접작업부와 간섭이 생기지 않는 지점에 앵귤러베어링(311)이 관통설치된 플랫폼(310)과, 용접작업부와 함께 플랫폼의 일단측에 구비되는 용접변형 추적용의 아이들 롤러(312)와, 이 플랫폼에 대해 슬라이드이동 가능하도록 플랫폼의 타단측(도 1에서는 우단측)에 조립되는 아암(309)과, 이 아암의 타단측(도 1에서는 우단측)에 조립되는 메인 롤러(307)로 구성되어 있다.
또, 용접유닛의 하방(下方)에는 동당금 조립체(400)와, 안내축(207)의 일측 단부(도 1에서 좌측 단부)에 대해 슬라이드이동 가능하게 장착된 동당금 위치 조정 슬라이드(305)가 배치되어 있다. 또한, 이들 동당금 조립체와 동당금 위치 조정 슬라이드는 예를 들면, 도 2에 예시하는 바와 같이, 서로 고정되어 있다.
상기 용접작업부는 예를 들면, 도 7에 예시하는 바와 같이, 선단부로 갈수록 가늘어지는 토치 팁(T)을 갖는 토치(301)와, 토치 고정용 클램프(302)가 구비되어 있는 토치 각도 조정 슬라이드(306)와, 토치와 모재 사이의 간격조정이 가능하도록 토치 각도 조정 슬라이드가 조립된 Z축 토치 위치 조정 슬라이드(303)와, Z축 토치 위치 조정 슬라이드가 조립된 Y축 토치 위치 조정 슬라이드(304)를 포함하는 구조로 이루어져 있다. 그러나 용접작업부가 이러한 구조로 한정되는 것은 아니고 예를 들면, 종래의 일렉트로 가스 용접장치에서 사용되는 토치와 그러한 토치의 용접 각도 및 용접 위치를 조정할 수 있는 슬라이드 요소를 그대로 채용해도 좋다.
또, 본 실시예의 메인 롤러(307)는, 도 1 및 도 3에 예시된 바와 같이, 전단부에 롤이 설치되어 있는 피스톤로드를 모재 쪽으로 밀어붙이는 장력조절요소(308)를 더 구비하고 있다. 이 장력조절요소의 내부에는 예컨대, 피스톤로드의 후단부를 전방(前方) 측으로 밀어내는 스프링이 내장되어 있다.
또, 아이들 롤러(312)는 그 구조가 메인 롤러와 동일해도 좋지만, 메인 롤러와는 다른 구성, 예컨대, 장력조절요소를 갖지 않는 로드의 단부에 롤이 설치된 구조여도 좋다.
이러한 구조에 의해, 아이들 롤러의 롤이 용접변형 부위를 지날 때 받게 되는 반력의 크기와, 메인 롤러의 롤이 모재와의 접촉을 통해 받게 되는 반력의 크기에 차이가 생겨, 그 차이에 해당하는 각도만큼 플랫폼이 탑재판 상에서 회동하더라도, 아이들 롤러의 롤과 메인 롤러의 롤이 모재로부터 떨어지는 일이 없이, 토치와 용접개선 면 사이의 거리와 각도가 항상 일정하게 유지될 수 있다.
또, 본 실시예에 따른 동당금 조립체(400)는, 도 5 및 도 6에 예시하는 바와 같이, 용접개선(610)을 사이에 두고 양측 모재(600)에 걸쳐지는 형태로 모재에 밀착되는 동당금(410)과, 이 동당금을 모재 측으로 밀어붙이는 동당금 가압수단(420)으로 구성되어 있다.
더 구체적으로, 동당금(410)은, 냉매가 들어오는 유입구(412)와 냉매가 흘러나가는 배출구(413)가 후면의 하측 부분에 각각 설치된 냉각케이스(411)와, 냉매가 냉각케이스의 내측공간을 지그재그로 유동하도록 서로 간격을 두고 내측공간의 상하면을 따라 돌출설치된 복수의 유동제어판(414)과, 냉각케이스의 후방 측에서 전방 측으로 갈수록 개구(開口) 폭이 확대되는 형태가 되도록 냉각케이스의 상단측에 형성되는 가스유입구(415)로 이루어져 있다. 이 가스유입구의 후면(後面)에는 가스공급관(440)이 끼워질 수 있는 가스공급구(430)가 형성되어 있다.
또한, 동당금 가압수단(420)은, 스프링이 내장된 실린더(422)와, 이 실린더에 끼워진 후단부가 스프링에 의해 실린더의 전방측으로 밀림에 따라 냉각케이스가 박판, 즉, 모재(600)에 밀착되도록 하는 로드(421)로 이루어져 있다.
한편, 용접작업이 행해지기 전에, 동당금과 마주하는 형태로, 백킹재(700)가 용접개선을 따라 배치된다.
이와 같은 구성에 의해, 예컨대, 도 5에 예시된 바와 같이, 가스유입구(415)를 통해 공급되는 보호 가스가 용융 푸울 근처로 집중됨과 아울러, 용융 푸울 근처에서 고르게 분산되어, 대기(大氣)와의 접촉으로 인한 용융금속의 산화와 질화(窒化)를 고효율로 방지할 수 있다.
또한, 냉각케이스(411) 안으로 공급된 냉매(冷媒)가 유동제어판(414)에 의해 냉각케이스의 내측공간을 지그재그로 유동하면서 빠져나가므로, 유동제어판(414)이 없는 종래의 동당금에 비해, 냉매의 체류시간이 길어진다. 이 때문에, 종래의 동당금에 비해, 냉각케이스(411)의 내부를 지그재그로 유동하는 냉매의 온도는 조금 더 높고, 온도분포는 더 균일해진다. 그 결과, 자동용접이 행해지는 용접부 주위를 과냉시키지 않음으로써 급냉으로 인한 용접강도의 저하를 감소시킬 수 있다.
또한, 토치(301) 바로 아래에 동당금(410)이 위치해 있기 때문에, 얇은 두께의 모재(600)를 용접할 때 발생하는 용접변형에 즉각적으로 대응할 수 있다. 다시 말해, 용접부의 용접변형에 맞춰, 동당금(410)과 토치(301)가 동일하게 움직임으로써, 안정적인 용접이 수행되는 것이다.
또한, 이 동당금은, 동당금 위치 조정 슬라이드(304)에 의해, 용접개선(610)의 폭방향으로 위치 조정이 가능하고 또 동당금 가압수단(420)에 의해 적절한 접촉압력을 갖고서 모재(600)의 표면에 밀착되므로 동당금이 용접개선 주변의 표면에서 뜨는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 용접부 주변이 과열되었을 때 생기는 비드 폭의 과대화와 용접부 주변이 과냉되었을 때 생기는 용접결함이 둘 다 억제되어 용접부의 용접 품질이 향상된다.
또한, 아이들 롤러(312)의 롤이 용접변형 부위를 지나갈 때, 플랫폼(310)이 탑재판(206) 상에서 회동하고, 이에 따라 플랫폼(310)의 일단측에 조립된 용접작업부가 모재에 대해 접근 또는 이간하는 방향으로 회동하여, 토치(301)의 용접자세가 자동으로 변하게 된다. 그 결과, 토치가 용접변형 부위를 통과할 때에도 아크는 용융 푸울의 한가운데에 형성될 수 있어, 우수한 품질의 비드를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 토치(301)는 도 7에 도시된 바와 같이, 중앙 통로를 통해, 예를 들면, 직경 1.6㎜의 용접 와이어(800)가 연속으로 공급되는 토치 팁(T)의 선단부가 일정한 경사각(θ)을 갖도록 슬림하게 가공되어 있기 때문에, 토치 팁의 선단이 용접개선의 표면에 접촉하는 경우가 드물어, 단락에 의한 아크 멈춤 현상의 발생빈도가 현저히 줄거나 아크 멈춤 현상의 발생 자체가 방지된다. 일 예로, 박판 용접시, 두 모재 사이에 형성되는 용접개선의 폭 치수는 약 6㎜임에 반해, 토치 팁의 선단부 직경은 약 5㎜, 길이방향 중간지점에서의 최대 직경은 약 9㎜이다.
또한, 본 실시예에서는, 토치 팁의 외면(外面)을 세라믹으로 코팅함으로써, 용접 열에 의한 토치 팁의 손상을 방지하고 있다.
이상과 같이, 본 발명의 일 예에 따른 박판용 일렉트로 가스 용접장치는, 박판 용접시에 동반되는 용접변형에 능동적으로 대처할 수 있고 용접 이음부(seam)를 추적할 수 있다. 또, 용접변형에 의한 토치 팁의 위치 변경과, 이에 따른 아크 쏠림 현상을 방지할 수 있어, 우수한 용접 품질을 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 일 예에 따른 구성 및 작용효과가 설명되었지만, 상기 설명은 모든 국면에서 예시이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예시되어 있지 않은 무수한 변형예가 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 상정될 수 있는 것으로 해석된다.
A: 가이드유닛(guide unit)
101...가이드레일(guide rail)
102...자석고정구(magnetic fixture)
103...래크기어(rack gear)
B: 주행대차(moving carriage)
200...본체부(main part)
201...접촉롤(contact roll)
202...간격조정롤(distance control roll)
203...간격조정블록(distance control block)
204...간격조정수단(distance control means)
205...지지블록(supporting block)
206...탑재판(mounting plate)
207...안내축(guide shaft)
C: 용접유닛(welding unit)
301...토치(torch)
302...클램프(clamp)
303...Z축 토치 위치 조정 슬라이드(Z axis torch position control slide)
304...Y축 토치 위치 조정 슬라이드(Y axis torch position control slide)
305...동당금 위치 조정 슬라이드(position control slide for copper shoe)
306...토치 각도 조정 슬라이드(torch angle control slide)
307...메인 롤러(main roller)
308...장력조정요소(tension force control element)
309...아암(arm)
310...플랫폼(platform)
311...앵귤러베어링(angular bearing)
312...아이들 롤러(idle roller)
400...동당금 조립체(copper shoe assembly)
410...동당금(copper shoe)
411...냉각케이스(cooling case)
412...유입구(inlet)
413...배출구(outlet)
414...유동제어판(flow control plate)
415...가스유입구(gas inlet)
420...동당금 가압수단(copper shoe biasing means)
421...로드(rod)
422...실린더(cylinder)
430...가스공급구(gas supply port)
440...가스공급관(gas supply pipe)
600...모재(mother material)
610...용접개선(welding groove)
700...백킹재(backing material)
800...용접 와이어(welding wire)
M...기어드모터(geared motor)
T...토치 팁(torch tip)
θ...경사각(inclined angle)

Claims (8)

  1. 가이드유닛(A)과, 이 가이드유닛을 따라 이동 가능하도록 가이드유닛과 조립하는 주행대차(B)와, 주행대차가 가이드유닛을 따라 이동할 때 모재에 대한 용접이 행해질 수 있도록 주행대차에 탑재하는 용접유닛(C)을 포함하여 이루어지는 일렉트로 가스 용접장치로서,
    주행대차(B)는, 가이드유닛(A)과의 조립이 전면(前面) 측에서 행해지는 본체부(200)와, 본체부의 후면(後面) 측에 설치되는 지지블록(205)과, 지지블록에 장착되는 탑재판(206)과, 지지블록(205)에 일측 단부가 노출되는 형태로 결합되는 안내축(207)을 포함하여 구성되며,
    용접유닛(C)은, 용접자세의 조정이 가능한 토치(301)가 구비되는 용접작업부와, 용접작업부가 일단측에 조립되고 또한 용접작업부와 간섭이 생기지 않는 지점에 앵귤러베어링(311)이 관통설치되는 플랫폼(310)과, 용접작업부와 함께 플랫폼의 일단측에 구비되는 용접변형 추적용의 아이들 롤러(312)와, 플랫폼의 타단측에 조립되는 메인 롤러(307)를 포함하여 구성되며,
    용접유닛의 플랫폼(310)과 주행대차의 탑재판(206)은, 앵귤러베어링(311)과 탑재판(206)을 관통하는 하나의 축에 의해 결합됨으로써 이 축을 중심으로 하여 플랫폼이 탑재판(206) 상에서 회전 가능한 것을 특징으로 하는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 박판용 일렉트로 가스 용접장치는,
    플랫폼(310)에 대해 슬라이드이동 가능하도록 플랫폼의 타단측에 조립되는 아암(309)을 더 포함하며,
    메인 롤러(307)는 이 아암의 타단측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 박판용 일렉트로 가스 용접장치는,
    용접유닛(C)의 하방(下方)에 배치되는 동당금 조립체(400)와,
    일측 단부가 노출되는 형태로 지지블록(205)에 결합되어 있는 안내축(207)의 상기 일측 단부에 대해 슬라이드이동 가능하게 장착되는 동당금 위치 조정 슬라이드(305)를 더 포함하며,
    동당금 조립체(400)와 동당금 위치 조정 슬라이드(305)는 서로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치.
  4. 제3항에 있어서,
    동당금 조립체(400)는,
    용접개선을 사이에 두고 양측 모재에 걸쳐지는 형태로 모재의 표면에 밀착되는 동당금(410)과, 이 동당금을 모재 측으로 밀어붙이는 동당금 가압수단(420)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치.
  5. 제4항에 있어서,
    동당금(410)은,
    냉매가 들어오고 나가는 냉각케이스(411)와, 냉매가 냉각케이스의 내측공간을 지그재그로 유동하도록 서로 간격을 두고 내측공간의 상하면을 따라 돌출설치되는 복수의 유동제어판(414)과, 냉각케이스의 후방에서 전방으로 갈수록 개구(開口)의 폭이 확대되는 형태로 냉각케이스의 상단측에 형성되는 가스유입구(415)로 이루어져 있고,
    동당금 가압수단(420)은,
    스프링이 내장된 실린더(422)와, 이 실린더에 끼워진 후단부가 스프링에 의해 실린더의 전방측으로 밀림에 따라 냉각케이스가 모재에 밀착되도록 하는 로드(421)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치.
  6. 제1항에 있어서,
    가이드유닛(A)은,
    어느 한쪽 변에 래크기어(103)가 구비된 가이드레일(101)과, 가이드레일의 어느 한쪽 면에 설치되는 자석고정구(102)를 포함하여 구성되고;
    주행대차(B)는,
    상기 본체부(200)와, 본체부의 일측에 설치되어 래크기어(103)와 맞물리는 피니언기어와, 래크기어가 구비되는 가이드레일(101)의 어느 한쪽 변의 일부분이 협지(挾持)될 수 있도록 피니언기어를 사이에 두고 피니언기어의 양측에 쌍으로 설치되는 접촉롤(201)과, 본체부의 타측에 이동조작이 가능하도록 배치되는 간격조정블록(203)에 설치되는 간격조정롤(202)과, 접촉롤(201)과 간격조정롤(202) 사이의 간격이 조정 가능하도록 일단부가 간격조정블록(203)에 결합된 상태로 본체부의 임의 지점에 설치되는 간격조정수단(204)과, 본체부의 후면(後面) 측에 설치되는 상기 지지블록(205)과, 지지블록 상에 장착되는 상기 탑재판(206)과, 지지블록에 일측 단부가 노출되는 형태로 결합되는 상기 안내축(207)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    용접유닛의 메인 롤러(307)는,
    장력조절요소(308)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    용접유닛(C)의 용접작업부는,
    선단부로 갈수록 굵기가 가늘어지는 토치 팁(T)을 갖는 토치(301)와, 토치를 고정시키는 클램프(302)가 구비되어 있는 토치 각도 조정 슬라이드(306)와, 토치와 모재 사이의 간격조정이 가능하도록 토치 각도 조정 슬라이드가 조립되어 있는 Z축 토치 위치 조정 슬라이드(303) 및 Z축 토치 위치 조정 슬라이드가 조립되어 있는 Y축 토치 위치 조정 슬라이드(304)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치.
KR1020120108586A 2012-09-28 2012-09-28 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치 KR101354245B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120108586A KR101354245B1 (ko) 2012-09-28 2012-09-28 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120108586A KR101354245B1 (ko) 2012-09-28 2012-09-28 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101354245B1 true KR101354245B1 (ko) 2014-01-23

Family

ID=50146170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120108586A KR101354245B1 (ko) 2012-09-28 2012-09-28 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101354245B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116921968A (zh) * 2023-09-01 2023-10-24 辛集市科鑫冶金设备有限公司 一种定氧探头生产用焊接设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09271986A (ja) * 1996-04-03 1997-10-21 Nkk Corp 高速回転アーク自動溶接装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09271986A (ja) * 1996-04-03 1997-10-21 Nkk Corp 高速回転アーク自動溶接装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116921968A (zh) * 2023-09-01 2023-10-24 辛集市科鑫冶金设备有限公司 一种定氧探头生产用焊接设备
CN116921968B (zh) * 2023-09-01 2024-05-31 辛集市科鑫冶金设备有限公司 一种定氧探头生产用焊接设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5346899B2 (ja) 水平型自動溶接装置
US6713710B1 (en) Apparatus and method for trackless movement and full penetration arc welding
JP5106811B2 (ja) 帯状ワークの突合せ接合装置
JP2010201507A (ja) タングステン−不活性ガス溶接法によって２つの金属部分を結合するための方法ならびに該方法を実施するための装置
CN102753297A (zh) 使用两个相互错开的焊接机头对带材和/或板材进行连续焊接的装置和方法
CN106735772A (zh) 铝合金双面双弧自动mig焊焊接的装置及方法
KR101354245B1 (ko) 용접변형의 추적이 가능한 박판용 일렉트로 가스 용접장치
KR20110021155A (ko) 고전류 티그를 이용한 스테인레스 강의 용접장치 및 방법
JP4615261B2 (ja) 帯状金属薄板の突合せ接合装置
CN113399882A (zh) 一种环缝自动焊接***
CN112453650A (zh) 一种船体横向对接缝气电焊焊接工艺
US20190009365A1 (en) Gas delivery system
KR101257755B1 (ko) 백비드 형성용 용접장치
JP2003205369A (ja) 金属薄板材の自動溶接装置
JP2020066006A (ja) 縦型突合せ溶接装置
US8304689B2 (en) Device and method for laser treatment
JP2010201488A (ja) 帯状金属薄板の突合せ接合装置
US20230082207A1 (en) Method of welding a workpiece assembly
KR101332153B1 (ko) 용접자세 가변형 용접 토치와 용접개선 접촉 롤을 구비한 수직상향 용접장치
KR20220092782A (ko) 용접용 접동 구리 백킹판, 용접 장치 및 용접 방법
CN114310492A (zh) 复合加工设备
JP4038458B2 (ja) 多電極円周エレクトロガスアーク溶接方法
CN113102878A (zh) 一种焊接设备及焊接工艺
CN113478078A (zh) 一种用于三层结构激光焊夹紧和背面保护的装置及方法
CN108161297B (zh) 一种适用于中厚板焊接的焊枪***及焊接方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170116

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee