KR101582095B1 - 직선 자동 용접장치를 이용한 용접방법 - Google Patents

Abstract

방형으로 이루어지는 본체(1c)의 양측단에 절개부(1b)가 연장된 평판(1)을 형성하는 평판형성단계(S100);와, 상기 평판(1)이 벤딩되는 가스분출부(500)를 기설정된 영역에 위치 고정시키는 평판배치단계(S200);와, 상기 가스분출부로 인해 설정된 영역 상에 평판(1)의 양측면 및 상면을 가압시켜 상호 대칭되는 단부를 맞닿게 하여 틈새(1a)를 도출시키는 평판밴딩단계(S300);와, 상기 틈새를 가스가 분사되는 영역에 일치시키는 위치조절단계(S400);와, 용접시 유동을 방지하기 위한 제2고정부(400)를 기설정된 경로로 안내 이송시켜 상기 본체(1c)의 일측 단부에 밀착되도록 하는 제2고정부이송단계(S500);와, 상기 절개부(1b)의 선단에 가스 토치용접을 실시하기 위한 용접부(200)를 이송시키는 용접부이송단계(S600);와, 상기 용접부(200)가 절개부(1b) 선단에서부터 길이방향으로 안내 이송되어 가스 토치용접을 실시하는 용접실시단계(S700);와, 용접이 실시됨과 동시에 해당 틈새 하방에 위치 고정된 가스분출부(500)가 상방으로 가스를 분사하여 용해된 쇳물이 내부면에 착상됨을 방지하는 가스분사단계(S800);와, 용접이 완료된 상기 평판(1)을 기설정된 원형의 형상에 부합될 수 있도록 기공현상 및 균열현상이 발생된 절개부를 절단시키는 절개부절단단계;(S900)로 순차 실시되는 것에 특징이 있는 직선 자동 용접장치를 이용한 용접방법관한 것임을 주지한다.

Description

직선 자동 용접장치를 이용한 용접방법 {Automatic welding machine for welding using a straight line method}

본 발명은 직선 자동 용접장치를 이용한 용접방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원형으로 벤딩(bending)된 평판의 틈새를 용접시 내부영역에서 가스를 분사하여 용해되는 쇳물을 해당 비드부의 내면으로 쇳물의 착상을 방지함으로써 별도의 쇳물 제거 공정이 생략될 수 있도록 하여 생산시간 단축 및 원가공비 절감을 유도하는 직선 자동 용접장치를 이용한 용접방법에 관한 것이다.

일반적으로 강관(steel tube)을 제조하는 방법에는 사출 방식에 의한 생산방법과 강판을 튜브로 가공하는 방식이 있는데, 사출 방식에 의한 방법은 제조 단가가 높아서 강판을 이용한 가공 방법이 많이 이용되고 있다.

후자 방식에 의한 강관 제조방법은 롤(roll) 상으로 감긴 평판을 연속적으로 인출시키면서 수개의 롤러에 의하여 양단부가 상부에 접하도록 원형관 형태로 성형한 후 접합부를 용접하여 파이프를 완성하고, 사용자의 요구 내지 필요에 따라 일정한 길이로 절단한다.

이와 같이, 종래기술에 의한 방법은 평판을 최초의 공정에서 'W'자로 성형하거나 'U'자로 성형한 후 별도의 벤딩처리를 통해 평판을 원형으로 가공하였다.

우선, 전자의 가공방법은 도 1의 개략적인 전체 공정도에 도시된 바와 같이, 일정 길이로 구성된 평판을 'W'자 형상으로 성형 후 원형으로 성형시 하단부가 볼록하게 돌출됨으로써 완성도가 낮은 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 보완하기 위해 도 2에 개략적인 전체 공정도에 도시된 바와 같이, 평판을 'U'자 형상으로 성형한 후 몇차례의 공정을 거쳐 원형의 관을 성형하고 틈새를 용접하여 파이프를 완성하는 공정이 주로 사용되지만 수차례의 공정을 진행함에 따른 과도하게 소요되는 생산시간 및 원가공비의 절감을 유도하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 이러한 종래의 기술들은 U자형 벤딩장치, O자형 벤딩장치 등이 별개로 되어 있고 따라서 이러한 장치에 의한 공정도 각 장치별로 이루어짐으로 연속 작업이 불가능하였다.

제일 중요한 틈새를 접합하는 용접은 부분 용접 즉 점 용접만 하게 됨으로 외관상으로도 좋지 않으며 관의 정원공정도 어려운 결점뿐만 아니라, 용접 후 용해된 쇳물로 인해 별도의 공정을 통해 용접 비드면을 가공하는 공정을 거쳐야만 했음으로 원가공비가 절감되지 못하고 생산시간이 과도하게 소요되는 문제점이 있었다.

예컨대, 한국등록특허공보 제10-07042204호에 "스테인리스 강관의 용접장치 및 용접방법"이 개시되어 있다.

상기 등록특허는 원형으로 말아진 강관의 틈새에 모재 및 용접재 중 어느 하나를 용융시키면서 산소차폐용 알곤가스를 분사시키는 용접기; 및 상기 강관의 내부에 설치되어, 상기 용접기에 의해 용접이 진행되고 있는 용접비드부로부터 소정거리 후방에 위치된 이미 용접이 완료됨 용접비드부의 내면을 향하여, 4L/min 내지 20L/min의 알곤가스를 분사시키는 분사노즐이 형성된 가스공급관;을 포함하고, 상기 분사노즐은 상기 용접기에 의해 용접이 진행되고 있는 용접비드부로부터 5mm 내지 8mm 후방에 위치된 것을 특징으로 한다.

그러나, 상기 등록특허는 가스공급관이 구성되는바, 즉 가스공급관이 용접기를 따라 이송될 수 있도록 해당 가스공급관과 연결 형성되는 별개의 구동장치가 필요함으로써 조작이 다소 불편할 수 있다.

또한, 하나의 분출구가 형성된 가스공급관으로 인해 일정 수치이상의 강관의 쇳물을 주변으로 확산시킴에 한계가 있음으로써 용접으로 인해 융착되는 용접비드부 내면에 쇳물이 착상되어 별도의 공정을 진행하여 해당 쇳물을 제거할 수밖에 없어 생산시간을 단축시킬 수 없는 문제점이 있을 수 있다.

한국등록특허공보 등록번호 : 제10-07042204호

상기와 같은 문제점을 적극적으로 해결하기 위해 도출된 것으로서, 원형으로 말아진 평판을 고정하고 평판의 틈새를 용접시 내부에서 가스를 분사하여 해당 틈새에 융착되는 비드부를 평판의 면과 대응된 형상으로 형성될 수 있도록 하는 자동 직선 용접장치를 이용한 용접방법을 제공하는 것이 해결하고자 하는 과제이다.

또한, 용접 간에 발생하는 용해된 쇳물에 가스를 분사함으로써 해당 쇳물을 비드부의 내면에 착상되는 것을 방지함에 따라 쇳물을 제거하는 별도의 공정을 생략하는 자동 직선 용접장치를 이용한 용접방법을 제공하는 것이 또 다른 해결과제이다.

상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명인 자동 직성 용접장치를 이용한 용접방법에 있어서, 방형으로 이루어지는 본체(1c)의 양측단에 절개부(1b)가 연장된 평판(1)을 형성하는 평판형성단계(S100);와, 상기 평판(1)이 벤딩되는 가스분출부(500)를 기설정된 영역에 위치 고정시키는 평판배치단계(S200);와, 상기 가스분출부로 인해 설정된 영역 상에 평판(1)의 양측면 및 상면을 가압시켜 상호 대칭되는 단부를 맞닿게 하여 틈새(1a)를 도출시키는 평판밴딩단계(S300);와, 상기 틈새를 가스가 분사되는 영역에 일치시키는 위치조절단계(S400);와, 용접시 유동을 방지하기 위한 제2고정부(400)를 기설정된 경로로 안내 이송시켜 상기 본체(1c)의 일측 단부에 밀착되도록 하는 제2고정부이송단계(S500);와, 상기 절개부(1b)의 선단에 가스 토치용접을 실시하기 위한 용접부(200)를 이송시키는 용접부이송단계(S600);와, 상기 용접부(200)가 절개부(1b) 선단에서부터 길이방향으로 안내 이송되어 가스 토치용접을 실시하는 용접실시단계(S700);와, 용접이 실시됨과 동시에 해당 틈새 하방에 위치 고정된 가스분출부(500)가 상방으로 가스를 분사하여 용해된 쇳물이 내부면에 착상됨을 방지하는 가스분사단계(S800);와, 용접이 완료된 상기 평판(1)을 기설정된 원형의 형상에 부합될 수 있도록 기공현상 및 균열현상이 발생된 절개부를 절단시키는 절개부절단단계;(S900)로 순차 실시된다.

상기 가스분사단계(S800)는 일측의 절개부(1b)와 본체(1c)의 경계영역에 도달시 가스가 분사되고, 타측의 절개부(1b)와 본체(1c)의 경계영역에 도달시 가스가 차단된다.

상기 가스분사단계(S800)는 가스 토치용접 실시 간에 분사되는 가스의 세기와 대응된 세기로 분사된다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 평판 틈새에 융착된 용접비드부의 내면으로 가스를 분사하여 용접시 평판이 용해되어 생성되는 쇳물의 낙하를 방지하는 효과가 있다.

더불어, 상기 용접비드부 상면으로 용접부가 분사하는 가스의 세기와 해당 하방에 위치된 가스분출부가 분사하는 가스의 세기가 상호 간 대응되어 해당 비드부를 균일하게 융착되도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 직선 자동 용접장치를 이용한 용접방법에 사용되는 평판의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 직선 자동 용접장치를 이용한 용접방법에 사용되는 평판의 사시도.
도 3는 본 발명에 따른 용접방법에 이용되는 직선 자동 용접장치의 사시도.
도 4는 도 3에 포함된 가스분출부의 분해 사시도.
도 5은 도 3의 제1·2 자세고정부의 사용 상태도.
도 6는 도 3의 제2고정부의 사용 상태도.
도 7은 도 3의 제2고정부의 사용 상태도.
도 8은 도 3의 용접부의 사용 상태도.
도 9은 도 3의 실린더부의 사용 상태도
도 10은 도 3의 용접부의 사용 상태도.
도 11는 도 4의 가스배출유닛의 사용 상태도.
도 12은 본 발명에 따른 직선 자동 용접장치를 이용한 용접방법의 전체 공정도.

본 발명은 평판을 원형으로 벤딩하여 해당 틈새를 용접하는 용접장치를 이용한 용접방법으로써, 용접시 융착되는 용접비드부의 내면으로 가스를 분사하여 평판이 용해되어 생성되는 쇳물의 낙하를 방지함과 더불어 쇳물을 해당 비드부의 내면에 착상되는 것을 방지할 수 있음으로써, 별도로 쇳물을 제거하는 공정이 생략될 수 있도록 하여 생산시간 단축 및 원가공비 절감을 유도하는 직선 자동 용접장치를 이용한 용접방법에 관한 것임을 주지한다.

이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 이로 인한 작용, 효과에 대해 일괄적으로 기술하기로 하고, 본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.

우선, 도 1내지 2에 도시된 바와 같이, 본 발명인 자동 직선 용접장치를 이용한 용접방법은 자동 직선 용접장치(10)를 이용해 평판(1)의 원형으로 벤딩(bending)시켜 해당 평판의 틈새(1a)를 접합하는 방법에 관한 것으로, 해당 방법이 어떻게 실시되는지에 대해 먼저 서술한 후 이를 위한 직선 자동 용접장치(10)를 설명하기로 한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명인 자동 직선 용접장치를 이용한 용접방법은 방형으로 이루어지는 본체(1c)의 양측단에 절개부(1b)가 연장된 평판(1)을 형성하는 평판형성단계(S100);와, 상기 평판(1)이 벤딩되는 가스분출부(500)를 기설정된 영역에 위치 고정시키는 평판배치단계(S200);와, 상기 가스분출부로 인해 설정된 영역 상에 평판(1)의 양측면 및 상면을 가압시켜 상호 대칭되는 단부를 맞닿게 하여 틈새(1a)를 도출시키는 평판밴딩단계(S300);와, 상기 틈새를 가스가 분사되는 영역에 일치시키는 위치조절단계(S400);와, 용접시 유동을 방지하기 위한 제2고정부(400)를 기설정된 경로로 안내 이송시켜 상기 본체(1c)의 일측 단부에 밀착되도록 하는 제2고정부이송단계(S500);와, 상기 절개부(1b)의 선단에 가스 토치용접을 실시하기 위한 용접부(200)를 이송시키는 용접부이송단계(S600);와, 상기 용접부(200)가 절개부(1b) 선단에서부터 길이방향으로 안내 이송되어 가스 토치용접을 실시하는 용접실시단계(S700);와, 용접이 실시됨과 동시에 해당 틈새 하방에 위치 고정된 가스분출부(500)가 상방으로 가스를 분사하여 용해된 쇳물이 내부면에 착상됨을 방지하는 가스분사단계(S800);와, 용접이 완료된 상기 평판(1)을 기설정된 원형의 형상에 부합될 수 있도록 기공현상 및 균열현상이 발생된 절개부를 절단시키는 절개부절단단계;(S900)로 순차 실시된다.

상기 평판형성단계(S100)는 원형으로 벤딩될 수 있도록 방형, 즉 사각형상의 평판을 준비하는 단계로써, 상기 평판은 본체(1c)와 절개부(1b)로 구분될 수 있으며 해당 절개부는 용접의 시작과 끝 지점을 설정하기 위해 평판의 양측단으로부터 연장 형성된다.

상기 절개부(1b)는 용접의 편의성을 높이기 위해 미리 설정된 거리만큼 형성 되며, 가스 용접으로 인해 본체(1c)의 직접적인 손상을 방지하기 위한 목적으로 형성된다. 즉, 절개부를 형성하지 않은 평판은 가스용접시 시작과 끝 지점에 형성되는 기공현상 및 균열현상이 현장으로 즉시 제공되는 본체(1c)에 발생하여 재용접을 해야하거나 폐기하는 문제점이 있을 수 있다. 따라서, 상기 절개부(1b)를 더 연장 형성하여 전술된 문제점을 미연에 방지하고자 하는 것이다.

상기 평판배치단계(S200)는 기설정된 위치인 제1고정부(300) 중앙에 가스분출부(500)를 위치 고정시키는 단계로써, 정확하게는 상기 제1고정부의 제1·2자세고정부(320,330)가 동일한 이송으로 가스분출부의 위치 영역으로 이송될 수 있도록 하여 상호 간 균형성을 확보할 수 있도록 한다.

상기 평판밴딩단계(S300)은 평판(1)을 원형으로 벤딩함으로써 상호 대칭되는 단부를 맞닿게 하여 틈새(1a)를 도출하는 단계로써, 여기서는 상기 평판의 상면과 측면을 가압하여 지지하는 제1고정부(300)가 구비된다. 즉, 상기 제1고정부(300)는 방형으로 이루어지는 평판을 가스분출부(500) 상에 고정하여 원형으로 벤딩하기 위해 제1·2자세고정부(320,330) 사이에 평판을 배치시키고 해당 제1·2자세고정부를 가스분출부(500) 방향으로 이송시킨다. 여기서, 상기 제1·2자세고정부(320,330)의 하단에는 가이드레일(312)과 슬라이드 결합되는 가이드판(321)이 더 형성되어 가스분출부(500) 방향으로 정확하게 이송되도록 하고 평판(1)을 원형으로 벤딩시켜 틈새(1a)가 도출되도록 함과 동시에 상기 제1·2자세고정부(320,330)에 형성된 제1·2클램프(322,332) 및 제1·2지지판(323,333)을 통해 원형으로 벤딩된 평판의 상하 유동을 방지하고 가스분출부(500) 상에 지지 고정되도록 함과 더불어 별도의 벤딩공정에 따른 장치의 수요없이 한번의 공정으로 평판을 원형으로 벤딩하여 연속적인 생산을 가능하게 함으로써 생산시간 단축 및 원가공비를 절감시킬 수 있다.

상기 위치조절단계(S400)는 틈새와 가스가 분사되는 영역이 상호 간 일치되도록 조절하는 단계로써, 다시 말하자면, 가스를 분사하는 가스분출부(500)가 평판의 내부 영역에 배치되어 있으며 해당 분출부 상단에는 가스를 분사하기 위해 등간격 배열로 다수개의 배출공(525) 천공 형성된다. 즉 상기 틈새와 배출공의 일치되지 않음으로써 가스분사시 쇳물이 한쪽으로 편중되는 현상으로 인해 별도의 공정을 진행해야되는 문제점을 미연에 방지하고자 배출공(525)이 형성된 동일선상에 틈새(1a)를 위치시켜 쇳물의 중심으로 가스가 분사될 수 있도록 유도하여 주변부로 균형있게 확산될 수 있도록 함에 목적이 있다.

상기 제2고정부이송단계(S500)는 위치 고정된 평판의 일측 단부를 지지하는 제2고정부(400)를 이송시키는 단계로써, 상기 제2고정부(400)는 길이실린더(410)와 폭실린더(420)로 인해 미리 설정된 경로를 통해 전술된 단계에서 위치 고정된 평판을 향해 이송되어 일측 단부를 지지하는 것이다. 보다 상세히 서술하자면, 상기 길이실린더(410)가 평판이 위치 고정된 선상으로 폭실린더를 이송시키고 폭실린더(420)가 평판의 위치까지 이송되어 해당 폭실린더의 선단에 형성된 힌지(430)가 평판의 본체(1c)의 일측 단부를 밀착 지지하여 좌우의 유동을 적극 방지함으로써 용접 간 틈새(1a)에 융착되는 용접비드부를 미려하게 형성될 수 있도록 한다.

상기 용접부이송단계(S600)는 용접부(200)를 통해 용접을 실시하기 전에 앞서 해당 용접부를 일측의 절개부(1b) 선단의 용접위치로 이송시키는 단계로써, 상기 용접부(200)는 절개부(1b)로 인해 용접 실시위치가 설정되며 해당 절개부로 인해 설정된 위치 영역으로 이송될 수 있도록 가이드부(220)와 슬라이딩부(230)의 상호 간 슬라이드 결합으로 인해 길이방향으로 직선 운동이 가능하도록 하고 상기 슬라이딩부(230)와 가이드부(220)를 통해 큰폭으로 이송되었다면 그 후 실린더부(240)가 미세조절을 한다. 상기 실린더부(240)는 확장된 행동 반경을 확보할 수 있도록 실린더 등과 같은 유압수단이 다수개가 교차배치되어 상하 좌우의 이송을 제공함으로써 용접시 생산현장에서 요구하는 오차범위에 적합한 용접을 실시할 수 있도록 한다.

상기 용접실시단계(S700)는 평판의 틈새(1a)를 기점으로 상방으로 용접부(200)가 안내 이송되어 용접을 실시하는 단계로써, 전술된 단계를 통해 미리 설정된 영역에 위치된 용접부(200)는 가스 토치용접을 실시하는 토치용접기(250)가 가이드부(220)와 슬라이딩부(220)의 슬라이드 결합으로 인해 길이방향으로 이송 유도되면서 평판(1)의 틈새(1a)를 접합하는 용접을 실시한다.

더욱 상세하게는 상기 가이드부(220)와 슬라이딩부(230)의 상호 간 슬라이드 결합으로 인해 길이방향으로 이송되면서 틈새를 접합하여 종래의 수동작업으로 이루어지던 환경을 탈피하여 자동으로 실시될 수 있도록 함으로써, 작업자의 피로가 중첩되는 것을 미연에 방지하고 생산시간을 단축시킬 수 있다.

상기 가스분사단계(S800)는 용접이 실시됨과 동시에 해당 틈새 하방에 위치 고정된 가스분출부가 상방으로 가스를 분사하여 용해된 쇳물이 응고되기 전에 주변으로 확산되도록 하는 단계로써, 상기 가스분출부(500)는 다수개의 배출공이 천공 형성된 가스배출유닛(520)이 구성되고 해당 유닛은 외부로부터 일정량의 가스가 주입될 수 있도록 일측에 주입홀(522)이 천공 형성되어 있다. 따라서, 상기 주입홀을 통해 주입된 가스가 등간격으로 형성된 다수의 배출공(525)을 통해 상방으로 분사 유도되어 틈새(1a)에서 용해되어 생성되는 쇳물을 주변부인 내면으로 확산되도록 하여 낙하를 방지하고 착상되어 응고되는 것을 방지하여 별도의 쇳물 제거 공정을 생략할 수 있도록 하는 이점이 있다. 더 나아가, 평판의 틈새(1a)를 기점으로 상방의 토치용접기(250)와 하방의 가스배출유닛(520)은 동일한 세기로 가스를 분사하여 용접으로 인해 틈새(1b)에 융착되는 용접비드부가 평판(1)의 면과 대응된 형상으로 이루어질 수 있도록 하여 별도의 마감처리 또한 생략할 수 있도록 한다.

또한, 상기 다수의 배출공(525)을 통해 무작위적으로 가스를 분사시 가스비용이 과다소모될 수 있는 문제점을 보완하기 위해 가스 토치용접이 실시되어 일측의 절개부(1b)와 본체(1c)의 경계영역에 도달시 가스가 분사되고, 타측의 절개부(1b)와 본체(1c)의 경계영역에 도달시 가스가 차단될 수 있도록 한다. 이를 위해, 타이머 설정을 하여 용접이 실시되어 일정시간 이후 가스가 분사될 수 있도록 함은 물론 센서와 같은 감지기기를 사용하여 절개부(1b)와 본체(1c)의 사이영역에 토치용접기(250)가 도달시 가스를 분사하거나 차단할 수 있도록 함은 당연하다 할 것이다.

상기 절개부절단단계(S900)는 기공현상 내지 균열현상이 발생한 절개부를 절단하여 생산현장에서 요구하는 원형의 형상에 부합되도록 하는 단계로써, 일반적으로 용접을 실시하면 시작과 끝 지점은 가스의 불완전 공급으로 인해 용접비드부가 불량하거나 기공현상 내지 균열현상이 발생하곤 한다.

상기 절개부(1b)는 생산현장에 제공되는 원형의 본체를 제외한 잉여부위로 용접의 시작과 끝을 설정하여 생산현장에 제공되는 본체에 상기와 같은 문제점이 발생됨을 미연에 차단시킬 수 있도록 하여 평판의 완성도를 높임에 목적이 있다.

이하, 상기와 같은 용접방법을 실시하기 위한 직선 자동 용접장치(10)에 대해 도면을 참고하여 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명인 자동 직선 용접장치(10)는 용접을 위한 영역을 제공하는 베이스(100);와, 베이스의 상부면에 가로배치되고 해당 베이스로부터 상방으로 이격된 위치영역에서 좌·우측으로 슬라이딩하면서 용접을 실시하는 용접부(200);와, 용접부 사이 영역에 세로배치되어 평판이 원형으로 벤딩(Bending)된 상태를 유지하는 제1고정부(300);와, 상기 용접부 사이 영역 상에서 제1고정부로부터 이격 배치되어 평판의 유동을 방지하는 제2고정부(400);와, 상기 제1고정부의 중앙에 고정되어 평판이 고정되는 위치를 설정하고 평판의 틈새를 향해 가스를 분사시켜 해당 평판에서 용해된 쇳물이 낙하되는 것을 방지하는 가스분출부(500);로 구성된다.

상기 베이스(100)는 용접부(200); 제1고정부(300); 제2고정부(500);가 안착 고정될 수 있도록 사각 형상의 판으로 이루어지되 용접을 위한 영역을 제공한다. 또한, 상기 베이스는 용접이 완료된 원형의 평판 및 용접이 필요한 평판을 수용할 수 있는 수용부(110)가 상부면에 결합되며 해당 수용부는 일측이 개방되는 형상으로 이루어짐으로써 해당 수용부에 수용되는 평판을 작업자가 손쉽게 이송할 수 있어 취급의 편의성이 확보될 수 있도록 하였다. 더 나아가, 상기 베이스(100) 및 수용부(110)는 본 실시예에 한정되는 것은 아니며 취급의 편의성 및 공간의 효율성을 고려하여 사용자의 임의대로 변형할 수 있음은 당연하다 할 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 자동 직선 용접장치(10)에 중요 요부인 가스분출부(500)는 제1고정부의 상단면으로부터 상방으로 이격될 수 있도록 돌출 형성되며 일측이 가로방향으로 연장 형성되어 결합홈(511)이 함몰 형성되는 받침대(510);와, 상기 결합홈과 체결수단을 통해 상호 간 고정될 수 있도록 제2결합홈(521)이 상하 관통 형성되며 상단부가 원형으로 말아진 평판의 형상과 대응되게 형성되며 해당 상단부에는 가스를 분사시키기 위한 다수개의 배출공(525)이 천공 형성되는 가스배출유닛(520);으로 구성된다.

상기 받침대(510)의 상부는 가스배출유닛과 대응되게 함몰 형성되어 해당 유닛이 개재됨에 따라 지지 고정될 수 있도록 하며, 상기 받침대에 가스배출유닛이 지지 고정된 상태에서 체결수단을 제2결합홈(521)을 수단으로 결합홈(511)에 체결시킴으로써 받침대와 가스배출유닛이 상호 견고하게 결합되도록 하며 탈부착을 가능하게 함으로써 유지 및 보수를 용이하게 한다.

상기 가스배출유닛(520)은 외부에서 주입되는 가스를 공급받기 위해 일측 단부에 천공 형성되는 주입홀(522);과, 주입홀과 연계 형성되어 가스의 유동 경로를 설정하는 기유로(523);와, 기유로와 연계 형성되되 상기 주입홀과 동일 선상에 천공 형성되어 해당 기유로에 잔유하는 가스가 배출되도록 하는 배출홀(524);로 구성된다.

상기 기유로(523)는 외부에서 공급되는 가스가 유동할 수 있도록 미리 설정된 경로를 제공하며 배출공(525)과 연계 형성된다. 즉, 상기 주입홀(522)을 통해 외부에서 공급되는 가스가 기유로로 공급되면 해당 기유로와 연계된 배출공(525)을 통해 다시 외부로 배출되는 것이다. 이때, 상기 주입홀과 대향되는 일측에 배출홀(524)이 해당 주입홀과 대응되게 천공 형성됨으로써 기유로에 잔존하는 가스의 배출을 유도하여 가스가 잔존함에 따른 안전사고를 미연에 예방하며, 외부에서 가스와 함께 공급되는 미세한 이물질로 인한 기유로(523) 및 배출공(525)의 막힘 현상을 손쉽게 보수할 수 있도록 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1고정부는 세로방향의 이송을 위한 가이드레일(312)이 형성된 제1고정베이스(310);와, 제1고정베이스의 중앙을 기점으로 둘로 구분 형성되어 용접시 변형을 방지하는 제1·2 자세고정부(320,330);로 구성되고, 상기 제1·2 자세고정부(320,330)의 하단에는 제1·2가이드판(321,331)이 더 형성되어 가이드레일(312)과 상호 간 결합된다. 다시 말하자면, 상기 제1·2가이드판이 가이드레일(312)에 결합됨으로써 제1·2 자세고정부가 이송 유도된다. 이때, 상기 제1·2 자세고정부(320,330)에는 이송을 위한 실린더 등과 같은 유압수단이 더 구비됨은 물론이라 할 것이며, 상기 유압수단은 일정 속도와 직선운동을 보장할 수 있다면 어떠한 장치라도 무방하다.

더 나아가, 상기 제1·2자세고정부(320,330)의 선단에는 용접이 실시되는 위치에 부합하는 영역에 평판의 고정을 유도하는 제1·2클램프(322,332);과, 제1·2클램프의 하단에 위치 고정되고 원형으로 말아진 평판의 측면과 대응된 형상을 갖고 용접시 형태 변형을 방지하는 제1·2지지판(323,333);이 더 구성된다.

상기 제1·2클램프(322,332)는 '

'의 형상으로 상호 대칭되며 일측 하단이 라운딩되어 원형으로 벤딩된 평판의 상단부를 지지할 수 있도록 하고 그의 상측이 하향 경사진 각도를 갖고 절삭되어 용접부(200)가 직선 용접을 진행함에 간섭이 없이 원활한 용접을 실시할 수 있도록 한다. 또한, 상기 제1·2클램프(322,332)의 하단에 형성되는 제1·2지지판(323,333)은 '

'의 형상으로 상호 대칭되며 측면이 원형으로 벤딩된 평판의 측면의 형상과 대응되게 라운딩되어 해당 평판을 지지함으로써 용접 간에 평판의 형태 변형을 방지할 수 있도록 한다.

도 6내지 7에 도시된 바와 같이, 상기 제2고정부(400)는 세로방향으로 배치되는 폭실린더(410);와, 폭실린더의 선단에 결합되어 해당 폭실린더와 교차 배치되는 길이실린더(420);로 구분 구성되며, 상기 길이실린더 선단에는 원형으로 말아진 평판의 유동을 방지하기 위한 힌지(430);가 더 구비된다.

즉, 제2고정부(400)는 베이스(100) 상에서 제1고정부(300)에서 이격된 영역에 결합 고정되되 폭실린더(410)를 기점으로 길이실린더(420)가 교차배치되어 힌지(430)를 원형으로 벤딩된 평판의 방향으로 이송되도록 하여 해당 평판의 일측면을 지지함으로써, 용접 간에 해당 평판의 유동을 적극 방지하여 보다 완성도 높은 용접이 실시될 수 있도록 한다.

도 8내지 10에 도시된 바와 같이, 상기 용접부(200)는 상방으로 돌출 형성되어 베이스로부터 상방으로 이격되도록 하는 지지대(210);와, 지지대의 상부에 결합되어 슬라이딩을 위한 영역을 제공하며 슬라이딩을 유도하기 위한 가이드홈(222)이 함몰 형성되는 가이드부(220);와, 가이드부에 개재되어 좌우측으로 슬라이딩 유도되는 슬라이딩부(230);와, 슬라이딩부에 결합 고정되되 상하 좌우의 협소한 이송을 위한 다수개의 유압수단이 상호 간 교차 배치되는 실린더부(240);와, 실린더의 선단에 고정되어 가스 분사를 통한 용접을 실시하는 토치용접기(250);로 구성된다.

상세하게, 상기 지지대(210)는 가이드부(220)가 안착 고정될 수 있도록 상부가 단면으로 이루어져 해당 가이드부가 안착 고정시 균형을 유지할 수 있도록 하며, 상기 제1고정부(300); 제2고정부(400);가 베이스(100) 상에서 결합 고정되는 위치 영역을 설정하고 해당 지지대의 간격으로 베이스의 넓이를 미리 설정하여 베이스의 잉여공간을 최소화함으로써 자동 직선 용접장치(10)의 제작시간을 단축시킴은 물론 사용자가 해당 용접장치를 설치함에 따른 공간에 대비를 할 수 있도록 함으로써 공간의 효율성이 확보될 수 있도록 하였다.

상기 가이드부(220)는 상측과 하측에 가이드홈(222)이 함몰 형성되어 슬라이딩부(230)가 개재됨에 따라 가이드부가 제공하는 영역 내에서 슬라이딩부가 길이방향으로 원활한 이송이 유도될 수 있도록 한다. 이때, 상기 슬라이딩부(230)의 외면에는 상하 좌우의 협소한 이송을 위한 다수개의 유압수단으로 이루어진 실린더부(240)가 부착되고 해당 실린더부 선단에 토치용접기(250)가 고정된다.

즉, 가이드홈(222)과 슬라이딩부(230)의 슬라이드 결합을 통해 해당 슬라이딩부는 길이방향으로 이송될 수 있으며 해당 슬라이딩부에 외주면에 부착된 실린더부(240)로 인해 미세한 움직임을 조절할 수 있음으로써 행동반경이 확장되어 용접시 제품의 완성도를 높임과 더불어 생산 현장의 다양한 요구를 수용할 수 있을 것이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 가스배출유닛(520)는 외부로부터 주입되는 가스가 등간격으로 형성된 다수의 배출공(525)을 통해 상방으로 분사하여 평판이 용해되어 생성되는 쇳물을 확산시켜 낙하를 방지하고 해당 쇳물이 용접비드면의 내면에 착상됨을 방지하여 별도의 쇳물 제거 공정을 생략할 수 있도록 하는 이점이 있는 것이다. 더 나아가, 평판의 틈새를 기점으로 상방의 토치용접기(250)와 하방의 가스배출유닛(520)는 동일한 세기로 가스를 분사하여 용접 간에 융착되는 용접비드부가 평판의 면과 대응된 형상으로 이루어질 수 있도록 하여 별도의 마감처리 또한 생략할 수 있도록 한다.

종국적으로, 본 발명인 자동 직선 용접장치를 이용한 용접방법은 이에 이용되는 자동 직선 용접장치에 의해 실시되는 용접 간에 용해된 쇳물이 용접비드부 내부면에 착상되거나 낙하되는 것을 적극 방지하기 위해 평판의 내부영역에서 가스를 분사하여 쇳물이 확산되도록 함에 따라 원가공비 절감 및 생산시간을 현저히 단축시키며 일련의 모든 과정이 자동으로 이루어질 수 있도록 컨트롤박스(미도시)를 이용하여 종래의 수동 작업에 따른 작업자의 피로를 절감시키고 안전사고를 미연에 방지함으로써 편의성 및 안정성이 확보될 수 있는 이점이 있음을 다시 한번 강조한다.

이상에서 상술한 본 발명은 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것임을 주지하여야 한다. 또한, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 평판 1a : 틈새
1b : 절개부 10 : 직선 자동 용접장치
100 : 베이스 110 : 수용부
200 : 용접부 210 : 지지대
220 : 가이드부 222 : 가이드홈
230 : 슬라이딩부 240 : 실린더부
250 : 토치용접기 300 : 제1고정부
310 : 제1고정베이스 312 : 가이드레일
320 : 제1자세고정부 321 : 제1가이드판
322 : 제1클램프 323 : 제1지지판
330 : 제2자세고정부 331 : 제2가이드판
332 : 제2클램프 333 : 제2지지판
400 : 제2고정부 410 : 길이실린더
420 : 폭실린더 430 : 힌지
500 : 가스분출부 510 : 받침대
511 : 결합홈 520 : 가스분출유닛
521 : 제2결합홈 522 : 주입홀
523 : 기유로 524 : 배출홀
525 : 배출공 S100 : 평판형성단계
S200 : 평판배치단계 S300 : 평판밴딩단계
S400 : 위치조절단계 S500 : 제2고정부이송단계
S600 : 용접부이송단계 S700 : 용접실시단계
S800 : 가스분사단계 S900 : 절개부절단단계

Claims (3)

1. 방형으로 이루어지는 본체(1c)의 양측단에 절개부(1b)가 연장된 평판(1)을 형성하는 평판형성단계(S100);와, 평판(1)이 밴딩될 수 있도록 반원의 형태로 이루어진 가스분출부(500)에 평판을 고정하는 평판배치단계(S200);와, 상기 가스분출부에 고정된 평판(1)의 양측면 및 상면을 가압시켜 상호 대칭되는 단부를 맞닿게 하는 평판밴딩단계(S300);와, 가스분출부의 유동을 방지하기 위한 제2고정부를 가스분출부 측면으로 이송시켜 본체(1c)의 일측 단부에 밀착되도록 하는 제2고정부이송단계(S500);와, 상기 절개부(1b)의 선단에 가스 용접이 실시되는 용접부(200)를 이동시키는 용접부이송단계(S600);와, 상기 용접부(200)가 절개부(1b) 선단에서부터 길이방향으로 안내 이송되어 가스 토치로 용접을 실시하는 용접실시단계(S700);와, 용접이 완료된 상기 평판(1)을 목적으로 하는 원형의 형상에 부합될 수 있도록 기공현상 및 균열현상이 발생된 절개부를 절단시키는 절개부절단단계;(S900)로 순차 실시되는 직선 자동 용접장치를 이용한 용접방법에 있어서,
   상기 평판밴딩단계(S300)는 평판의 맞닿은 양측 단부에 일정 폭만큼 벌어진 틈새(1a)가 도출되게 하는 것을 포함하고,
   상기 평판밴딩단계(S300)의 실시 후 가스분출부(500)에 일렬로 정렬된 가스분사구를 평판의 틈새가 도출된 해당 영역으로 위치시키는 위치조절단계(S400);를 더 실시하고,
   상기 용접실시단계(S700)에서는 용접과 동시에 틈새 하방에 위치 고정된 가스분출부(500)가 상방으로 가스를 분사하여 용해된 쇳물이 내부면에 착상됨을 방지하는 가스분사단계(S800);가 더 실시되는 것을 포함하고,
   상기 가스분사단계(S800)는 일측의 절개부(1b)와 본체(1c)의 경계영역에 도달시 가스가 분사되고, 타측의 절개부(1b)와 본체(1c)의 경계영역에 도달시 가스가 차단되며, 가스 토치용접 실시 간에 분사되는 가스의 세기와 대응된 세기로 분사하는 것에 특징이 있는 직선 자동 용접장치를 이용한 용접방법.
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