KR100200247B1

KR100200247B1 - Welding clad apparatus

Info

Publication number: KR100200247B1
Application number: KR1019960003299A
Authority: KR
Inventors: 박재휘; 박상진; 이형근
Original assignee: 김기수; 덕원산업주식회사; 서상기; 재단법인한국기계연구원
Priority date: 1996-02-12
Filing date: 1996-02-12
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR970061428A

Abstract

본 발명은 용접크래딩 방법 및 장치에 관한 것으로, 일반 강재의 표면에 내마모 혹은 내부식 특성이 뛰어난 고가, 고품질의 특수강을 용접크래딩(cladding)한 판재의 제조를 위한 것이며, 발명의 요지는 플럭스 코어드 와이어를 사용하여 두께가 얇은 철 판재 위에 과도한 가열없이 효율적으로 용접 크래딩할 수 있게한 것으로서, 얇은 두장의 철판을 용접하여 원통판을 만들고, 회전롤라 위에 올려두고 회전시키면서 표면을 플럭코아드 아크용접으로 용접크래딩 하는 것이다.The present invention relates to a welding cladding method and apparatus, and to the manufacture of a plate clad with a high-quality, high-quality special steel having excellent wear resistance or corrosion resistance on the surface of a general steel, the gist of the invention Flux cored wire enables efficient welding cladding on thin steel plates without excessive heating. Welding two thin plates to form a cylindrical plate, placing the surface on a rotating roller and rotating the surface Welding cladding by arc welding.

Description

Welding cladding device

제1도는 플럭스코아드 아크용접에 의한 용접크래딩 방법의 개념도.1 is a conceptual diagram of a welding cladding method by flux arc arc welding.

제2도는 얇은 원통철판의 제작 및 용접 공정도.2 is a manufacturing and welding process of a thin cylindrical steel sheet.

제3도는 얇은 원통철판에의 용접크래딩 장치도.3 is a welding cladding device for a thin cylindrical steel sheet.

(a) 용접크래딩 시스템의 전체 개략도.(a) Overall schematic of the weld cladding system.

(b) 회전롤라의 정렬과 텐션가이드 롤라(위)와 용접위빙장치 개략도(아래).(b) Schematic diagram of alignment and tension guide roller (top) and welding weaving device of rotary roller (bottom).

(c) 원통철판을 회전롤라 위에 장착한 상태와 텐션가이드 롤라의 역할 설명도.(c) The state where the cylindrical steel plate is mounted on the rotary roller and the role of the tension guide roller.

제4도는 1개의 용접토치를 사용한 연속용접과 2개의 연속 용접토치를 사용한 병렬 용접법의 비교도.4 is a comparison of the continuous welding using one welding torch and the parallel welding method using two continuous welding torches.

(a) 1개의 용접토치를 사용한 연속 용접공정도.(a) Continuous welding process diagram using one welding torch.

(b) 2개의 용접토치를 사용한 병열 공정도.(b) Parallel process diagram using two welding torches.

본 발명은 용접크래딩 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 일반 강재의 표면에 내마모 혹은 내부식 특성이 뛰어난 고가, 고품질의 특수강을 용접 크래딩(cladding)한 판재의 제조를 위한 것이며, 발명의 요지는 플럭스 코어드 와이어를 사용하여 두께가 얇은 철판재 위에 과도한 가열없이 효율적으로 용접 크래딩할 수 있게한 것이다.The present invention relates to a welding cladding device, and more particularly, to the manufacture of a plate clad with a high-quality, high-quality special steel having excellent wear resistance or corrosion resistance on the surface of a general steel. The idea is to use flux cored wire to efficiently weld weld cladding on thin steel sheets without excessive heating.

시멘트, 제철, 광업, 요업등의 분야에서 사용되는 일부 철판들은 광물이나 크링커(clinker) 등과 같은 고경도의 마모성이 강한 물질들을 대규모로 처리하기 때문에 매우 심한 마모가 일어난다. 이러한 부위들에서는 보통의 고강도 강재는 견딜 수 없으며, 매우 높은 경도를 가지고 내마모성이 우수한 특수재질이 사용되어야 한다. 이러한 고경도와 우수한 내마모성을 가지는 재질의 일례로서는 철(Fe)내에 크롬(Cr)이나 텅스텐(W)과 탄소(C)를 다량 함유하여 이들의 카바이드(carbide)와 철이 고르게 분산되어 있는 썰멧(Cermet)재질이 있다. 그러나 이러한 썰멧 재질은 경도가 높고 취성이 강하여 파손되기 쉬우며, 고가의 합금 성분들을 다량 함유하여 가격이 비싸기 때문에, 마모 부위 전체를 동일 재질로 제작하는 것은 비합리적이다. 대부분은 연성이 크며 가격이 저렴한 연강 모재 표면에 이러한 고가의 내마모성이 우수한 재질은 크래딩하여 사용하고 있다. 이때 내마모성은 크래딩 재질로 부터, 크래딩판재의 강도는 연강 모재로 부터 얻을 수 있다.Some iron sheets used in the fields of cement, steel, mining, ceramics, etc., are extremely abrasion because they treat a large amount of hard and hard materials such as minerals and clinkers. In these areas, ordinary high-strength steels cannot be tolerated, and special materials having high hardness and excellent wear resistance should be used. An example of such a material having high hardness and excellent wear resistance is cermet, in which iron (Fe) contains a large amount of chromium (Cr), tungsten (W) and carbon (C), and their carbide and iron are evenly dispersed. There is material. However, the slitting material is hard and brittle because of its high hardness and brittleness, and because it contains a large amount of expensive alloying components, it is expensive. Therefore, it is unreasonable to manufacture the entire wear part with the same material. Most of them are ductile and inexpensive, which has high wear resistance. The wear resistance can be obtained from the cladding material and the strength of the cladding plate can be obtained from the mild steel base material.

마모 손상은 마모환경에 따라 크게 달라지기 때문에 각각의 환경에 적합한 크래딩 재질의 조성개발이나 시공분야에 아직 많은 연구를 하고 있다.Since abrasion damage varies greatly depending on the abrasion environment, much research is still being conducted in the development and construction of a cladding material suitable for each environment.

이러한 내마모성이 우수한 재질들은 크래딩하는 방법 역시 매우 다양하여 폭발 크래딩, 밴드 스트립(band strip) 크래딩, 플럭스 코어드 와이어(flux cored wire) 용접 크래딩 등 다양한 방법이 사용되어 왔다. 이들 방법들 중에서도 플럭스 코아드 와이어 용접에 의한 표면 크래딩방법은 이미 오래 전부터 사용되어 왔으며, 가장 많이 사용하는 크래딩 방법이다.These wear-resistant materials have a wide variety of methods for cladding, such as explosion cladding, band strip cladding, and flux cored wire welding cladding. Among these methods, the surface cladding method by flux cored wire welding has been used for a long time and is the most popular cladding method.

플럭스 코어드 와이어를 사용한 용접 크래딩방법은 고 경도의 재질도 쉽게 용접선재 형태로 제작할 수 있고, 재질의 조성을 자유롭게 변화시켜 다양하고 새로운 조성의 재질은 제조할 수 있고, 제조단가가 저렴하다는 장점들이 있다. 따라서 시멘트, 제철, 광업, 요업등의 여러 산업분야에서는 새로운 설비의 제작이나 보수 공정에서 이러한 연강 철판에 고경도 내 마모성 소재를 플럭스 코어드 아크 용접에 의해 크래딩한 판재의 사용이 널리 보급되어 있다.The welding cladding method using flux cored wire can easily produce high hardness materials in the form of welding wire, and can change the composition of materials freely to manufacture various new materials, and the manufacturing cost is low. have. Therefore, in many industries, such as cement, steel, mining, and ceramics, the use of plates clad with flux-cored arc welding of high hardness wear-resistant materials on these mild steel sheets is widely used in the manufacturing and repair of new facilities. .

통상의 플럭스 코어드 아크용접에 의한 용접크래딩 판재의 제조과정은 제1도에서 설명한다. 용접은 자동용접에 의해 실시하고 용접재료는 플럭스 코어드 와이어를 사용한다. 구조물의 용접과는 달리 넓은 면적을 용접하기 때문에, 용접토치(torch) (2)가 20∼50mm의 넓은 폭으로 좌·우 위빙(weaving) (3)을 하면서 길이 방향(4)으로 직선적으로 이동하며 용접한다. 한 줄의 용접이 끝나면 옆으로 이동하여 다시 좌우 위빙과 같이 길이 방향으로 서로 중첩되게 용접한다. 이와같은 방법으로 1,500 ∼ 3,000mm 넓이의 전체 모재 위를 용접크래딩하여 판재를 제조한다. 통상 용접시간을 줄이기 위하여 2 ∼ 4개의 용접토치를 병렬로 연결하여 동시에 용접한다.The manufacturing process of the weld cladding plate material by conventional flux cored arc welding is described in FIG. Welding is performed by automatic welding, and the welding material uses flux cored wire. Unlike welding of a structure, a large area is welded so that the welding torch (2) moves linearly in the longitudinal direction (4) while weaving (3) left and right with a wide width of 20 to 50 mm. And weld. After one row of welding, move to the side and weld again to overlap each other in the longitudinal direction, such as left and right weaving. In this way, a plate is manufactured by welding cladding on the entire base material having a width of 1,500 to 3,000 mm. In general, two to four welding torches are connected in parallel and welded simultaneously in order to reduce welding time.

이와같은 용접크래딩 시공에 있어서는 넓은 철판의 전체 면적을 용접 크래딩하기 때문에 매우 많은 열이 철판으로 전달된다. 따라서 두께가 얇은 철판의 경우에는 심한 용접열에 의해서 심하게 변형되거나, 심하면 철판이 뚫어져 버리고 만다. 따라서 통상 강모재는 6mm 이상의 두께를 가지는 철판을 사용한다. 그러나 이같이 두꺼운 모재에 내마모 소재를 크래딩하고 나면 전체 무게가 무거워져서 사용이 불편하고 적절한 형태로 가공이 곤란한 단점이 있다. 특히 높은 위치에 있는 설비나 하중을 지탱하기 곤란한 설비에 장착하기 위해서는 무게가 가벼운 것이 절대적으로 요구되고 있다. 무게를 줄이기 위해서는 크래딩 소재의 두께는 요구되는 마모도를 고려하여 더 줄일 수 없으며, 내마모성과 관련이 없는 모재의 두께를 줄이는 방법이 가장 바람직하다. 따라서 얇은 망 판재위에 내마모 소재를 용접크래딩할 수 있는 방법에 대해서 많은 연구를 계속하여 오고 있다.In such welding cladding construction, a very large amount of heat is transferred to the steel plate because the welding cladding covers the entire area of the large steel plate. Therefore, in the case of a thin steel plate is severely deformed by severe welding heat, or if the iron plate is severely punctured. Therefore, usually the bristle material uses an iron plate having a thickness of 6mm or more. However, after cladding the wear-resistant material on such a thick base material, the overall weight becomes heavy, which is inconvenient to use and difficult to process in a suitable form. In particular, in order to be installed in a facility in a high position or a facility that is difficult to support the load, it is absolutely required to be light in weight. In order to reduce the weight, the thickness of the cladding material cannot be further reduced in consideration of the required wear level, and a method of reducing the thickness of the base material which is not related to wear resistance is most desirable. Therefore, much research has been conducted on the method of welding cladding a wear resistant material on a thin mesh plate.

플럭스 코어드 와이어를 사용한 용접크래딩 방법은 모재와 전극 사이에서 발생하는 높은 아크(arc)열이 직접 모재로 전달된다. 크래딩 재질과 모재 재질은 조성이 크게 달라서 열팽창계수 차이가 크며, 용접과정에서 심한 온도구배가 발생하여 냉각시 수축율의 차이에 의하여 심한 변형을 발생시킨다. 특히 얇은 철판에 용접 크래딩하는 경우에는 매우 심하게 변형되고, 변형된 부위에서는 치구와 밀착되지 못하여 용접열이 빠져나가기 더욱 어려워진다. 따라서 쉽게 용융되어 구멍이 뚫어져 버리고 만다. 이를 방지하기 위해서는 열이 쉽게 빠져 나가게 하고 자유롭게 변형되는 것을 방지할 필요가 있다.In the welding cladding method using flux cored wire, high arc heat generated between the base material and the electrode is transferred directly to the base material. The cladding material and the base material are very different in composition, so the difference in coefficient of thermal expansion is large, and severe temperature gradient occurs in the welding process, causing severe deformation due to the difference in shrinkage during cooling. In particular, when welding cladding on a thin steel sheet is very severely deformed, the deformed portion is not in close contact with the jig, it becomes more difficult to escape the welding heat. Therefore, it is easily melted and the hole is drilled out. To prevent this, it is necessary to allow the heat to escape easily and to prevent free deformation.

또한 극심한 토사 마모에 적용되는 크래딩 재질은 기본적으로 경도가 높고 합금성분들이 다량 함유되어 있어, 용접크래딩 후 용접비드에서는 대부분 균열이 발생한다. 이러한 균열현상은 완전히 피하기 어렵다. 그러나 이들 판재들의 적용부위가 대부분 하중을 크게 받지 않고 마모 현상만 극심하게 일어나기 때문에, 크래딩부에 발생한 균열들이 미세 균열로 존재하는 한 큰 문제를 일으키지 않는다. 그러나 넓게 벌어진 큰 균열은 상품성이 떨어질 뿐만 아니라, 사용중 박리되어 떨어져 나가는 등 심각한 문제를 일으켜 왔다. 따라서 균열이 심하게 벌어지는 것을 방지하는 것이 요구된다.In addition, the cladding material applied to the extreme soil wear is basically a high hardness and contains a large amount of alloying components, most of the cracks in the weld bead after welding cladding. Such cracking is difficult to avoid completely. However, since most of the application areas of these plates are not heavily loaded and only wear is extremely severe, cracks occurring in the cladding portion do not cause a big problem as long as they exist as fine cracks. However, large cracks that have been wide open not only have poor commercial value, but also have serious problems such as peeling off during use. Therefore, it is required to prevent the cracks from severely spreading.

또한 통상 평판의 철판 위에 용접하는 경우네는 각각의 길이 방향으로 용접이 끝날때 마다 용접을 중단하고 용접토치의 위치를 다시 조정하고 새로 아크를 시작한다. 따라서 항상 사람이 지켜 보아야 하고, 생산성이 떨어져서, 제조 단가가 상승하게 된다. 따라서 전체 판재를 한번에 자동적으로 계속적으로 용접 크래딩하여, 인건비와 생산성을 높일 것이 요구된다.In addition, when welding on a steel plate of a normal plate, the welding stops at each end of the welding in each length direction, repositions the welding torch and starts a new arc. Therefore, people always have to watch, productivity falls, and manufacturing cost rises. Therefore, it is required to continuously weld cladding the entire plate at once, thereby increasing labor costs and productivity.

결국 플럭스 코어드 아크용접에 의해 내마모 크래딩 판재를 제조하는 경우 이와같은 얇은 철판위에 용접 크래딩함에 의해 무게를 감소시키기 위하여서는 열의 방출을 쉽게 하고 변형을 자유롭지 못하게 구속하는 방법과 큰 균열의 발생을 억제하기 위한 대책이 요구된다. 또한 연속적인 자동용접에 의한 제조단가의 감소가 요구된다. 이들을 해결하는 방법으로서 얇은 판재 두장을 말아서 원통철판을 제작하고 그 위에 용접하면 이들 문제점들을 모두 해결할 수 있다는 것을 알았다. 이러한 원통형의 철판을 자동 연속 용접 크래딩할 수 있는 용접장비를 발명하였다.As a result, when manufacturing wear-resistant cladding sheet by flux cored arc welding, in order to reduce weight by welding cladding on such thin steel sheet, it is easy to release heat and restrain deformation freely, and large cracks are generated. A countermeasure to suppress the In addition, a reduction in manufacturing cost by continuous automatic welding is required. As a way to solve these problems, it was found that by rolling two sheets of thin plate and manufacturing a cylindrical iron plate and welding them, all these problems can be solved. We have invented a welding equipment that can automatically weld the cylindrical iron plate of such a cylindrical.

이하 발명의 실시예를 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

얇은 철판은 쉽게 굽힐 수 있기 때문에 두장의 철판을 제2도의 왼쪽 그림에서 보는것과 같이 말아서 용접하여 원통형으로 제작할 수 있다. 이러한 원통형 철판을 제2도의 오른쪽 그림처럼 회전하는 롤라(turning roller) 위에 올려놓고 용접한다. 이경우 원통 철판은 평판에 비해 심하게 구속되어 있어 변형이 자유롭지 못하기 때문에 평판에서 처럼 쭈글쭈글한 형태의 변형은 일어나지 않고 원주 혹은 길이 방향으로 고르게 변형이 일어난다. 따라서 원통 철판은 용접중에도 길이 방향으로는 직선적이고, 원주를 따라서는 부드러운 곡면을 유지한다. 따라서 회전롤라와의 접촉을 원활하게 하여 용접열의 방출을 쉽게 한다. 따라서 평판에서와 같은 용접열에 의한 심한 변형이나 뚫어지는 현상을 방지할 수 있다.Since thin plates can be easily bent, two steel plates can be rolled and welded to form a cylinder as shown in the left figure of Figure 2. This cylindrical iron plate is placed on a rotating roller as shown in the right figure of FIG. 2 and welded. In this case, the cylindrical iron plate is severely constrained compared to the flat plate, and thus the deformation is not free. Therefore, the flat iron plate is not uniformly deformed like the flat plate. Therefore, the cylindrical iron plate is straight in the longitudinal direction even during welding, and maintains a smooth curved surface along the circumference. Therefore, the contact with the rotary roller is facilitated to facilitate the release of the welding heat. Therefore, it is possible to prevent severe deformation or puncture due to welding heat such as in a flat plate.

용접토치는 원통철판의 회전방향에 직각으로 일정속도로 이동하면 용접을 중단하는 일없이 두장의 전체 철판을 연속적으로 용접 크래딩할 수 있다. 용접 크래딩된 원통 철판은 처음의 용접 이음부를 잘라내고 곡면을 바르게 펴면 된다.If the welding torch moves at a constant speed at a right angle to the rotational direction of the cylindrical steel plate, it is possible to continuously weld weld the two sheets of steel without interrupting the welding. The weld clad cylindrical iron plate can be cut out of the initial weld seam and straightened.

이때 펴는 과정에서는 용접 과정에서 발생한 큰 균열들이 닫히게 되어 외관, 상품성, 내마모 성능 등의 향상을 가져 온다.At this time, during the spreading process, large cracks generated during the welding process are closed, resulting in improvement of appearance, productability, and wear resistance.

또한 이러한 원통철판을 연속적으로 용접 크래딩할 수 있는 장비를 고안하였다. 용접장치의 작동원리를 설명하면 우선 두장의 철판을 제2도와 같이 말고서 바깥쪽을 서로 용접하여 원통철판으로 만든다.In addition, we designed a device for continuously welding cladding the cylindrical steel sheet. Explaining the principle of operation of the welding device, first, the two steel plates are rolled together as shown in FIG.

이 원통철판(16)은 유압잭이 설치된 대차(12)에 싣고 레일을 따라 주용접장치로 이동하여 원통철판을 도면에서와 같이 회전롤라(15)에 올려두고 대차는 빠져 나온다.The cylindrical iron plate 16 is mounted on a trolley 12 provided with a hydraulic jack, moves along the rail to the main welding device, and puts the cylindrical iron plate on the rotary roller 15 as shown in the drawing, and the trolley is pulled out.

회전롤라(15) 양쪽에 위치한 원판(10-1, 10-2)을 압축 스핀들 시스템(10)을 사용하여 밀어 죄어서 원통철판이 움직이지 못하게 압력을 가한다.The disks 10-1 and 10-2 located on both sides of the rotary roller 15 are pushed using the compression spindle system 10 to apply pressure to prevent the cylindrical steel plate from moving.

그리고 텐션가이드 롤라(11)(tension guide roller)를 사용하여 좌우 중심을맞춘다.And the center of the left and right using the tension guide roller (tension guide roller) (11).

조작반의 스위치 조작에 의해 모타(1)을 작동하면 체인기어를 통해 원통철판이 시계방향 혹은 반시계 방향으로 회전한다. 이때 클러치들(4, 4-1)은 분리된 상태이며 회전롤라와 함께 원통철판만 회전하게 된다. 이 상태에서 원통의 회전이 원활한지를 점검한다.When the motor 1 is operated by the switch operation of the operation panel, the cylindrical steel plate rotates clockwise or counterclockwise through the chain gear. At this time, the clutches 4 and 4-1 are separated and only the cylindrical iron plate rotates together with the rotary roller. In this state, check that the cylinder is rotating smoothly.

다음 오실레이션 모타(5)(oscillating motor)를 작동시키면 연결 막대를 통해 슬라이딩 시스템(7)이 전후로 움직인다· 이것은 슬라이딩 시스템에 연결된 용접토치(9)를 전·후로 움직이게 하여 용접시 위빙을 할 수 있게 해준다. 용접 위빙의 속도와 폭은 모타(5)의 속도와 여기에 붙어있는 오실레이타(5-1)(ocillator)의 진폭을 조정함으로서 맞출 수 있다. 용접토치가 여러개인 경우에는 토치의 간격을 철판 폭을 고려하여 배치한다 용접토치의 높이와 스틱 아웃(stick out)를 모타(8)을 사용하여 조정하고, 용접조건을 설정한다.When the next oscillating motor (5) is activated, the sliding system (7) moves back and forth through the connecting rod. This causes the welding torch (9) connected to the sliding system to move forward and backward to allow weaving during welding. Do it. The speed and width of the weld weaving can be adjusted by adjusting the speed of the motor 5 and the amplitude of the oscillator 5-1 (ocillator) attached thereto. In the case of multiple welding torches, the spacing of the torch is arranged in consideration of the steel plate width. Adjust the height and stick out of the welding torch using the motor (8) and set the welding conditions.

모타(1)가 작동하여 원통 철판이 회전하는 상태에서 클러치(4-1)을 연결하면 타이밍 폴리(17)(timing pally)와 벨트(18)를 통해서 브레이크 시스템(3)에 연결된 오른쪽 축을 회전시킨다. 이때 브레이크(3)을 풀어서 축을 연결하면 그 축을 통해 디스트리뷰션 기어 시스템(2)(distribution gear system)을 작동시켜 회전방향을 직각으로 바꾸고 클러치(4)와 연결된 축을 회전시킨다. 디스트리뷰션 기어시스템(2)의 위쪽에 있는 클러치(4)를 접속하면 그 축을 따라 연결된 기어박스(6)을 거쳐 상부의 H 빔에 설치된 리드스크류(19)(lead screw)가 작동하여 용접토치를 이동시킨다. 이것은 원통철판의 회전과 동시에 용접토치가 회전방향과 직각으로 서서히 움직여서 제4도 (a)의 왼쪽의 스파이럴(spiral) 용접을 가능케 한다. 이때 오실레이팅 모타(5)를 작동시키면 위빙을 동시에 할 수 있다. 원통 철판의 회전속도와 용접토치의 이동속도는 서로 연계되어 있어 항상 일정한 용접 비드(bead) 간격을 유지할 수 있어 우수한 용접부를 얻을 수 있다.Connecting the clutch 4-1 while the motor 1 is in operation to rotate the cylindrical iron plate rotates the right shaft connected to the brake system 3 through the timing ply 17 and the belt 18. . At this time, when the brake 3 is released and the shaft is connected, the distribution gear system 2 is operated through the shaft to change the rotation direction at right angles and to rotate the shaft connected to the clutch 4. When the clutch 4 on the upper side of the distribution gear system 2 is connected, the lead screw 19 installed in the upper H beam is moved through the gear box 6 connected along the axis to move the welding torch. Let's do it. This allows the welding torch to move slowly at right angles to the rotational direction at the same time as the cylindrical steel plate rotates, thereby enabling spiral welding on the left side of FIG. At this time, by operating the oscillating motor (5) it is possible to weaving at the same time. The rotational speed of the cylindrical iron plate and the moving speed of the welding torch are linked to each other, so that a constant welding bead spacing can be maintained at all times, thereby obtaining excellent welds.

제4도 (a)의 오른쪽과 같은 스텝 오바(step over) 용접을 하기 위해서는 클러치(4-I)를 뗀 상태로 두어 모타(1)의 회전이 기어박스(2)에 전달되지 않게 한다.In order to perform step over welding as shown in the right side of FIG. 4 (a), the clutch 4-I is left in a state where the rotation of the motor 1 is not transmitted to the gear box 2.

원통철판을 한 바퀴 용접한 후 처음 용접위치(원통 철판 제작시 용접 이음부의 한쪽)에 오면 센서로 감비하고, 제어시스템에 의해 자동적으로 모타(13)을 구동시켜 용접토치를 회전방향과 직각으로 원하는 거리만큼 이동시켜 준다.After welding one round of cylindrical plate, if it comes to the first welding position (one side of welded joint when making cylindrical plate), it is protected by a sensor, and the motor is driven by the control system automatically, so that the welding torch is perpendicular to the direction of rotation. Move it by the distance.

냉각의 효율성을 좋게 하기 위하여 원통 내부에서 물을 뿌리거나 공기를 분사할 수도 있다.In order to improve the cooling efficiency, the cylinder may be sprinkled with water or sprayed with air.

일반적으로 한 개의 용접토치를 사용하여 회전하는 롤라의 전체면을 용접하는 방법에 있어서는 제4도 (a)와 같은 방법을 사용한다. 그림의 왼쪽과 같은 스파이럴(spiral) 용접방법과 오른쪽과 같은 스텝 오바(step overt) 용접방법이 있다. 그러나 제4도 (a)에서와 같이 1개의 용접토치로 연속해서 겹치기 용접하는 경우에는 항상 진행중인 용접비드의 오른쪽은 바로전에 용접한 용접비드와 겹치게 되고 왼쪽은 항상 기존의 용접비드가 없이 직접 철판위에 용접하게 된다. 즉 제4도 (a)에서 5번 용접비드가 진행중일때 용접비드의 오른쪽은 4번 용접비드와 겹치게 되고, 왼쪽은 기존의 용접비드가 없이 직접 철판위에 용접하게 된다. 이런 경우 진행중인 용접비드의 오른쪽은 항상 높고 가열된 상태이고, 왼쪽은 낮고 냉각된 상태이다. 이러한 상태는 용접비드가 한쪽으로 치우치게 하거나 파먹어서 오바 랩(overlap)과 언더 필(underfill)을 일으키거나, 언더 컷(undercut)을 발생시킨다. 이러한 현상은 전체 얇은 철판을 용접하는 경우 시작과 중간과 마지막 부분의 열전달 상태가 서로 다르고, 수축 상태가 다르기 때문에 더욱 심각한 문제가 되고 있다. 이러한 문제점은 진행중인 용접비드의 양쪽의 상태들 같게 해주면 해결할 수 있다는 것을 알았다. 즉 두개의 용접 토치를 제4도 (b)와 같이 연속하여 병렬로 사용하면 해결할 수 있다는 것을 알았다. 그림과 같이 첫번째의 용접토치는 매 회전마다 한개의 용접비드 만큼 건너띄고 용접을 한다. 그 다음 두번째 용접토치는 첫번째 용접토치가 남겨둔 사이를 채우면서 용접을 간다. 즉 제4도 (b)에서 실선인 1번과 2번은 첫번째 용접토치로 용접을 하고, 1번과 2번의 사이인 1'점선은 두번째 용접토치로서 용접하는 방법을 말한다. 이러한 경우 첫번째 용접토치의 경우에는 3'과 같이 항상 오른쪽과 왼쪽에는 기존의 용접비드가 없이 직접 철판위에 용접하게 된다. 반면 두번째 용접토치의 경우에는 2'과 같시 항상 오른쪽과 왼쪽에 첫번째 용접토치에 의해 용접된 용접비드가 존재한다. 이런경우 두개의 용접토치에 의한 각각의 용접비드는 항상 좌ㆍ우 대칭의 상태를 경험한다. 이때는 용접비드가 한쪽으로 치우치게 하거나 파먹어서 발생하는 생기한 오바 랩, 언더 필, 언더 컷 등의 결함을 일으키지 않았다. 이러한 방법의 경우 두개의 용접토치 사이의 지연시간을 적절히 조절하면 냉각상태 등을 적절히 조절할 수 있는 장점도 있다.In general, in the method of welding the entire surface of a rotating roller using one welding torch, the same method as in FIG. 4 (a) is used. There are spiral welding methods as shown on the left in the figure and step overt welding methods as shown on the right. However, in case of continuously overlapping welding with one welding torch as shown in FIG. 4 (a), the right side of the welding bead in progress always overlaps with the welding bead welded immediately before and the left side is always welded directly onto the steel plate without the existing welding bead. Done. That is, when welding bead No. 5 is in progress in FIG. 4 (a), the right side of the welding bead overlaps with the no. 4 welding bead, and the left side is directly welded onto the steel plate without the existing welding bead. In this case the right side of the ongoing welding bead is always high and heated, while the left side is low and cooled. This condition causes weld beads to be biased or eaten to one side, resulting in overlap and underfill, or undercut. This phenomenon becomes more serious when welding the entire thin steel plate because the heat transfer states of the start, middle and end portions are different from each other, and the shrinkage states are different. We found that this problem could be solved by equalizing both states of the welding bead in progress. In other words, it was found that the two welding torches could be solved by continuously using them in parallel as shown in FIG. 4 (b). As shown in the figure, the first welding torch is skipped by one welding bead every turn. The second welding torch is then welded to fill the gap left by the first welding torch. That is, in FIG. 4 (b), the first and second weld lines are welded with the first welding torch, and the 1 'dashed line between 1 and 2 is used as the second weld torch. In this case, the first welding torch is always welded directly onto the steel plate without the existing welding bead on the right and left side, like 3 '. On the other hand, in the case of the second welding torch, there is always a welding bead welded by the first welding torch on the right side and the left side same as 2 '. In this case, each welding bead by two welding torches always experiences the state of left and right symmetry. In this case, the welding beads did not cause defects such as vivid over wraps, underfills, and undercuts caused by biasing or digging one side. This method also has the advantage that it is possible to properly control the cooling state, etc. by properly adjusting the delay time between the two welding torch.

이상과 같이 본 발명에서는 두장의 얇은 철판을 서로 용접하여 원통철판으로 만들고, 이것을 회전하는 롤라 위에 올려두고 용접을 하기위한 기구적인 원리와 장치를 발명하였다. 이러한 용접방법과 용접창치를 사용하고, 두개의 용접토치를 연속적으로 사용한 병렬 용접장비를 고안하였다.As described above, in the present invention, two thin steel plates are welded to each other to form a cylindrical iron plate, and the mechanical principle and apparatus for welding the same are placed on a rotating roller. Using this welding method and welding window, we devised a parallel welding equipment using two welding torches in succession.

이러한 기구적인 원리 및 장치와 두개의 연속 용접토치에 의한 병렬 용접장치는 원통철판 용접뿐 아니라 제철, 시멘트, 제지 등 여러 산업분야에서 사용되는 각종 롤라(rosier)의 육성용접 및 내마모 용접 크래딩에 사용할 수 있다.This mechanical principle and device and parallel welding device by two continuous welding torches are not only used for cylindrical steel plate welding but also for growth welding and wear-resistant welding cladding of various rollers used in various industries such as steelmaking, cement and paper. Can be used.

Claims

A trolley 12 for carrying the cylindrical iron plate 16 and moving along the rail to the main welding device, and then being placed on the rotary roller 15 to be pushed out and the compression spindle for pressing the rotary roller 15 and the cylindrical iron plate 16. The system 10, the tension guide roller 11 which centers the left and right, the motor 1 and the clutch 4-1 mechanism which make the motor steel plate 16 rotate by the switch operation of an operation panel, and oscillation A sliding system 7 for moving the welding torch 9 forwards and backwards by moving the oscillation motor 5 with the oscillation motor 5 having the rayta 5-1, and a brake system for the electric mechanism of the motor 1 (3) is connected, the shaft is connected to the distance gear system (2), and the gear box (6) and lead screw (C) and the welding torch () for spirally moving the welding torch step Welding cladding device characterized in that it is coupled as a motor (13) for over-moving.

The welding cladding device according to claim 1, wherein discs (10-1) (10-2) are installed on both sides of the rotary roller (15) and connected to the compression spindle system (10).

The welding cladding device according to claim 1, wherein the welding torch (9) is provided with an up and down adjustment motor (8).