KR20130005530A

KR20130005530A - 터닝롤러를 이용한 강관형 일렉트로가스 용접장치

Info

Publication number: KR20130005530A
Application number: KR1020110066986A
Authority: KR
Inventors: 김순태
Original assignee: 주식회사 에치에스테크
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2013-01-16

Abstract

본 발명은 터닝롤러를 이용한 강관형 일렉트로가스 용접장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지지프레임에 조립된 터닝롤러의 상단에서 회전되는 강관을, 프레임에 고정된 일렉트로가스 용접장치가 강관의 이음부를 용접하도록 하여 작업의 편의성을 증대시킬 수 있도록 발명된 것이다.
본 발명의 구성은,
모재(1)의 용접부에 대향하며, 수냉동판으로 용접부위를 둘러싸고 그 안으로 이산화탄소(CO2)를 집어넣어 보호가스 분위기를 만든 이후에 와이어 송급장치(50)를 통하여 복합(용접)와이어를 송급함으로써, 복합와이어 끝과 모재(1)간에 발생하는 아크에 의해, 복합와이어와 모재(1)를 용융하여 접합하는 EGW(일렉트로 가스) 용접장치(100)에 있어서;
상기 EGW 용접장치(100)는 지지프레임(200)의 일단에 고정 설치되어, 원형의 강관을 모재(1)로 하고, 이 모재(1)는 지지프레임(200) 상부에서 모터(M)의 구동으로 회전하는 터닝롤러장치(300)에 놓여져 터닝롤러장치(300)를 따라 회전하면서 상기 EGW 용접장치(100)에 모재(1)의 이음부를 용접하도록 구성된다.
또, 상기 EGW 용접장치(100)는 지지프레임(200)을 따라 이동되는 수평레일(210)과, 이 수평레일(210)의 상부에서 상,하 이동하는 수직레일(220)에 고정 설치되어 X-Y축 슬라이드 이동되게 한다.
그리고, 상기 지지프레임(200) 상단에 모재(1)의 이음부를 따라 EGW 용접장치(100)와 대향되는 다른 일단으로 그라인딩 장치(400)가 더 설치되어 달성된다.

Description

터닝롤러를 이용한 강관형 일렉트로가스 용접장치{Electro Gas Welding device of pipes}

본 발명은 터닝롤러를 이용한 강관형 일렉트로가스 용접장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지지프레임에 조립된 터닝롤러의 상단에서 회전되는 강관을, 프레임에 고정된 일렉트로가스 용접장치가 강관의 이음부를 용접하도록 하여 작업의 편의성을 증대시킬 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로, 일렉트로가스 용접 기법은 통상 EGW(Electro Gas Welding)로 약칭되며, 철판 맞대기 이음부의 수직 입향 자세에서 널리 활용되고 있는 용접기법이다.

상기와 용접기법은, 나란히 세워진 모재의 용접부에 대향하며, 모재에 형성된 V형의 용접부를 따라 EGW캐리지가 이동되며, 주로 이산화탄소(CO2)를 보호가스로 사용하여 아크를 발생시키며, 이 아크열로 모재를 용융시켜 각각의 모재를 접합하는 기술이다.

즉, 용접부위는 수냉동판으로 둘러싸고 그 안으로 이산화탄소를 집어넣어 보호가스 분위기를 만든 이후에 와이어 송급장치를 통하여 복합(용접)와이어를 송급함으로써, 복합와이어 끝과 모재간에 발생하는 아크에 의해 복합와이어와 모재를 용융하여 용접을 진행하게 된다.

따라서, 상기의 EGW 기법은 맞대기 이음부에 용접 작업 중 용융풀의 흐름을 수냉동판에 의해 방지하여 양호한 표면비드를 형성할 수 있으며, 1패스 용접이 가능한 매우 생산성이 높은 기법이다.

상기와 같이 EGW 기법이 적용된 용접장치는 도 1 에 도시된 바와 같이, EGW 캐리지(10)와 수직 주행레일(20) 그리고 용접기(30), 보조제어기(40), 용접와이어 송급장치(50), 전류검출장치(60), 주제어기(70), 냉각수펌프(80), 보호가스(90), 동담금 등의 용접 주변 시스템으로 구성되어 있으며, 상기 캐리지에 연결된 용접토치를 상하좌우 이동시키고 작업각을 조절하는 토치슬라이드부로 이루어져 있다.

따라서, EGW 캐리지를 이용한 평판 수직 용접부를 빠른 시간 내에 우수한 용접품질의 확보가 가능하였다.

그러나, 종래의 일렉트로가스 용접장치는 모재의 수직전용 용접에 사용되는 것으로, 모재가 고정된 상태에서 EGW캐리지를 승하강 이동시켜 용접작업을 수행하도록 한 것이다.

따라서, 모재의 곡선부 및 원형형상의 모재에는 EGW용접기법을 적용하지 못하므로, 이 경우에는 CO2 용접(FCAW)으로 수동용접을 하는 수밖에 없어 용접 품질이 용접사의 기량에 따라 좌우되거나, 낮은 용착 효율로 인한 용접속도 저하 및 공정 지연 등의 문제점이 발생하였다.

상기와 같은 문제점으로 인해 곡면 용접부에도 EGW 캐리지를 적용할 수 있도록 하는 장치도 제안되었으나, 원형의 강관에 사용할 수 있는 EGW 용접장치의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 이러한 종래 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은, EGW용접장치의 몸체가 지지프레임에 고정되고, 이에 대향하는 모재인 원형의 강관을 터닝롤러장치로 회전시켜 이음부를 EGW기법으로 용접되도록 하는 터닝롤러를 이용한 강관형 일렉트로가스 용접장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 강관 직경에 따라 EGW용접장치는 레일을 따라 X-Y축 이동되도록 하여, 다양한 직경의 강관에 사용할 수 있도록 한 터닝롤러를 이용한 강관형 일렉트로가스 용접장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 강관의 회전과정에서 용접비드면에 사상작업이 가능하도록 그라이더 장치를 구비시켜 품질을 향상시킬 수 있도록 한 터닝롤러를 이용한 강관형 일렉트로가스 용접장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

모재(1)의 용접부에 대향하며, 수냉동판으로 용접부위를 둘러싸고 그 안으로 이산화탄소(CO2)를 집어넣어 보호가스 분위기를 만든 이후에 와이어 송급장치(50)를 통하여 복합(용접)와이어를 송급함으로써, 복합와이어 끝과 모재(1)간에 발생하는 아크에 의해, 복합와이어와 모재(1)를 용융하여 접합하는 EGW(일렉트로 가스) 용접장치(100)에 있어서;

상기 EGW 용접장치(100)는 지지프레임(200)의 일단에 고정 설치되어, 원형의 강관을 모재(1)로 하고, 이 모재(1)는 지지프레임(200) 상부에서 모터(M)의 구동으로 회전하는 터닝롤러장치(300)에 놓여져 터닝롤러장치(300)를 따라 회전하면서 상기 EGW 용접장치(100)에 모재(1)의 이음부를 용접하도록 구성된다.

또, 상기 EGW 용접장치(100)는 지지프레임(200)을 따라 이동되는 수평레일(210)과, 이 수평레일(210)의 상부에서 상,하 이동하는 수직레일(220)에 고정 설치되어 X-Y축 슬라이드 이동되게 한다.

그리고, 상기 지지프레임(200) 상단에 모재(1)의 이음부를 따라 EGW 용접장치(100)와 대향되는 다른 일단으로 그라인딩 장치(400)가 더 설치되어 달성된다.

이러한 본 발명의 구성에 의하면, EGW 용접장치가 고정된 상태에서 모재인 강관이 회전하면서 이음부의 용접작업을 수행함으로써, 원형 모재에 EGW기법을 적용할 수 있어 생산성 및 용접품질을 향상시킬 수 있다.

또, EGW 용접장치를 지지프레임을 따라 X-Y축 이동시킬 수 있게하여, 다양한 직경을 갖는 모재에 간편하게 사용할 수 있어 편의성이 증대된다.

또한, EGW 용접 과정과 용접비드면에 대한 사상작업이 동시에 가능하도록 하여 타제품과의 차별화를 통한 제품의 신뢰도를 향상시켜 생산자 및 시공자로 하여금 이익창출에 이바지할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 종래 EGW 용접장치의 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 전체 구성을 도시한 정면도.
도 3은 본 발명의 구성을 도시한 측면도.
도 4는 본 발명의 구성인 용접와이어 송급장치의 동작을 도시한 개략도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명인 터닝롤러를 이용한 강관형 일렉트로가스 용접장치는, 지지프레임에 조립된 터닝롤러의 상단에서 회전되는 강관을, 프레임에 고정된 일렉트로가스 용접장치가 강관의 이음부를 용접하도록 하여 작업의 편의성을 증대시킬 수 있도록 발명된 것이다.

우선, EGW(일렉트로가스) 용접장치(100)는,도 2 내지 도 3에서와 같이 모재(1)의 용접부에 대향하며, 수냉동판으로 용접부위를 둘러싸고 그 안으로 이산화탄소(CO2)를 집어넣어 보호가스 분위기를 만든 이후에 와이어 송급장치(50)를 통하여 복합(용접)와이어를 송급함으로써, 복합와이어 끝과 모재(1)간에 발생하는 아크에 의해, 복합와이어와 모재(1)를 용융하여 접합하게 된다.

상기 EGW 용접장치(100)는 통상적으로 사용되는 제품을 이용한 것으로, 자세한 내부구성 및 작동관계에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은, 상기 EGW 용접장치(100)를 원형의 강관을 모재(1)로 하여, 상기 모재(1)의 회전에 따라 이음부를 용접하도록 한 것이다.

상기 용접 작업을 위해서는, 모재(1)가 놓여져 회전될 수 있도록, 지면에 지지프레임(200)이 고정 설치되고, 이 지지프레임(200) 상부에서 모터(M)의 구동으로 회전하는 터닝롤러장치(300)가 구비되도록 한다.

이때, 지지프레임(200)은, 모재(1)의 양단부에 각각 설치되어 강관을 받쳐줄 수 있도록 하며, 모재(1)의 길이에 따라 그 수를 조정할 수도 있다.

또, 지지프레임(200) 상부에서 모재(1)를 회전시키는 터닝롤러장치(300)는, 모터(M)와 연결되어 강관을 받쳐주는 것과 동시에 회전시키는 구동롤러(310)와 함께 강관을 다른 일단부에서 받쳐주는 받침롤러(320)로 구성한다.

또한, 상기 구동롤러(310)와 받침롤러(320)는 모터(M)에 각각 연결되어 동시 구동되게 하여 무거운 중량의 모재(1)를 용이하게 회전시킬 수도 있다.

그리고, 상기 터닝롤러장치(300)의 구동롤러(310)외 받침롤러(320)는, 모재(1)와의 미끄럼 마찰력과 내마모성 증대를 위해 폴리우레탄 수지재 및 고무재를 개별적으로 쓰거나 혼합 형성시켜 사용하도록 하여, 모재(1) 표면에서 일정 이상의 미끄럼 마찰력을 유지할 수 있도록 한다

이와 같이, 지지프레임(200)의 상부에서 터닝롤러장치(300)에 받쳐져 회전되는 모재(1)는, 수평 중심선상의 이음부에 상기 EGW 용접장치(100)의 토오치가 근접위치 되도록 한다.

이때, EGW 용접장치(100)는 모재(1)인 강관의 직경 및 용접부위에 따라 그 위치를 조정할 수 있도록 하여, 다양한 직경을 갖는 모재(1)에 모두 사용할 수 있는 것이다.

즉, EGW 용접장치(100)는, 지지프레임(200) 상단 또는 바닥면에 고정되어 이동되는 수평레일(210)과, 이 수평레일(210)의 상부에서 상,하 이동하는 수직레일(220)에 몸체가 고정 설치되어, X-Y축 이동이 가능 한 것이다.

상기의 EGW 용접장치(100)의 위치조정 방법을 자세히 설명하면, EGW캐리지(10)의 몸체에 스크류축이 축결합되어, 모터(M)의 구동에 따른 스크류축의 회전으로 EGW캐리지(10)가 수직레일(220)을 따라 승하강 되도록 한 것이다.

또, 상기 EGW 용접장치(100)와 수직레일(220)을 포함한 몸체는 수평레일(210)의 상단에 결합된 상태에서, 지지프레임(200)의 일단에 구비된 기어와 맞물려 모터의 구동에 따라 맞물린 기어를 회전시켜 EGW 용접장치(100)를 전,후 이동시키도록 하였다.

그리고, 상기 EGW 용접장치(100)를 수직레일(220)과 수평레일(210)을 따라 슬라이드 이동시키기 위해 사용하는 모터는 정속으로 정역회전이 가능하면서도 저속에서 높은 토크를 발생하는 서브모터를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 지지프레임(200) 상단에 모재(1)의 이음부를 따라 EGW 용접장치(100)와 대향되는 다른 일단으로 그라인딩 장치(400)가 더 설치된다.

즉, 그라인딩 장치(400)는, 터닝롤러장치(300)로 모재(1)가 회전되면서, EGW 용접장치(100)에 의해 모재(1)의 이음부를 용접가공한 후 이 용접비드면을 사상작업하도록 한 것으로, 용접을 끝낸 모재(1)의 표면처리에 따라 제품의 품질을 상시키도록 한 것이다.

상기 그라인딩 장치(400)의 구성은, 모터의 구동으로 모재(1)인 강관의 표면에서 근접 위치된 그라인더(410)를 회전시켜, 모재(1) 표면을 연마해 마감작업을 하도록 한 것으로, EGW 용접장치(100)가 일단부에 설치된 지지프레임(200)의 다른 일단에 설치되도록 한다.

상기와 같이 구성되어 원형 강관인 모재(1)를 연속해 연결되도록 하는 용접작업 순서는 다음과 같다.

우선, 지지프레임(200)을 복수개 구비하고 그 상부의 터닝롤러장치(300)에 분리된 모재(1)를 이음부가 맞닿게 놓여지도록 한다.

그리고, 상기 지지프레임(200)의 일단에 고정된 EGW 용접장치(100)는 수직레일(220)과 수평레일(210)을 이용해 모재(1)의 수평 중심선상에 토치가 위치되도록 슬라이드 이동시키게 된다.

이때, 지지프레임(200)의 다른 일단에 설치된 그라인딩 장치(400)도 모재(1)인 강관의 외경에 그라인더(410)가 근접되게 위치시켜 용접작업을 수행하도록 한다.

따라서, 제어기의 신호에 따라 터닝롤러장치(300)를 작동시키면 모재(1)가 회전운동을 하게 되고, 이 모재(1)의 수평중심선상에서 이음부로 위치한 EGW 용접장치(100)의 토치가 용접와이어 송급장치를 통해 공급되는 와이어와 아크 용접되면서, 이음부가 용융 접합시키게 된다.

이때, 상기 용접부위는 수냉동판으로 둘러싸고 그안으로 이산화탄소를 집어넣어 보호가스 분위기를 만든 이후에 와이어 송급장치를 통해 와이어가 송급되도록 한다.

따라서, 용접 작업 중 용융풀의 흐름이 수냉동판에 의해 방지되어, 양호한 표면비드를 형성할 수 있으면서, 불규칙적으로 모재(1) 표면에 튄 용융풀 및 돌출된 표면비드는 그라인딩 장치(400)에 의해 제거되도록 하였다.

또, 상기 모재(1)는 터닝롤러장치(300)에 의해 회전되어, EGW 용접장치(100)의 용접 시작점과 완료점이 중첩될 수 있으므로, 용접 마지막 부분에서 토치가 자동으로 회전되어 용접비드를 부드럽게 형성하도록 도 4에서와 같이 용접와이어 송급장치(50)의 토치헤더부(51)를 곡선운동하게 하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 토치헤더부(51)는 종래 곡면 용접부에 EGW 용접장치의 토치헤더부가 곡선운동되도록 제안된 바 구체적인 내부 구성은 생략하며, 본 발명에서는 토치헤더부(51)를 곡선 운동 시켜 모재(1)의 회전에 따라 용접 마지막 부분에서 토치가 자동으로 회전하여 용접 비드를 부드럽게 형성하여 비용접장이 생기지 않게 처리하도록 한다.

그러므로, 모재(1) 맞닿은 상태로 회전하면서 고정된 EGW 용접장치(100) 및 그라인딩 장치(400)를 통과하면, 상기 모재(1)의 이음부가 용접 접합되어 생산성이 증대될 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

1 - 모재 100 - EGW 용접장치
200 - 지지프레임 210 - 수평레일
220 - 수직레일 300 - 터닝롤러장치
400 - 그라인딩장치 M - 모터

Claims

모재(1)의 용접부에 대향하며, 수냉동판으로 용접부위를 둘러싸고 그 안으로 이산화탄소(CO2)를 집어넣어 보호가스 분위기를 만든 이후에 와이어 송급장치(50)를 통하여 복합(용접)와이어를 송급함으로써, 복합와이어 끝과 모재(1)간에 발생하는 아크에 의해, 복합와이어와 모재(1)를 용융하여 접합하는 EGW(일렉트로 가스) 용접장치(100)에 있어서;
상기 EGW 용접장치(100)는 지지프레임(200)의 일단에 고정 설치되어, 원형의 강관을 모재(1)로 하고, 이 모재(1)는 지지프레임(200) 상부에서 모터(M)의 구동으로 회전하는 터닝롤러장치(300)에 놓여져 터닝롤러장치(300)를 따라 회전하면서 상기 EGW 용접장치(100)에 모재(1)의 이음부를 용접하도록 구성된 것을 특징으로 한 터닝롤러를 이용한 강관형 일렉트로가스 용접장치.
청구항 1에 있어서, 상기 EGW 용접장치(100)는 지지프레임(200)을 따라 이동되는 수평레일(210)과, 이 수평레일(210)의 상부에서 상,하 이동하는 수직레일(220)에 고정 설치되어 X-Y축 슬라이드 이동가능한 것을 특징으로 한 터닝롤러를 이용한 강관형 일렉트로가스 용접장치.
청구항 1 내지 2에 있어서, 지지프레임(200) 상단에 모재(1)의 이음부를 따라 EGW 용접장치(100)와 대향되는 다른 일단으로 그라인딩 장치(400)가 더 설치됨을 특징으로 한 터닝롤러를 이용한 강관형 일렉트로가스 용접장치.
청구항 1 내지 3에 있어서, 상기 용접와이어 송급장치(50)에는, 모재(1)의 회전에 따라 용접 마지막 부분에서 토치가 자동으로 회전되어 용접비드를 부드럽게 형성할 수 있도록 토치헤더부(51)를 곡선운동하게 구성시킴을 특징으로 한 터닝롤러를 이용한 강관형 일렉트로가스 용접장치.