KR100275636B1 - 프로세스 라인의 코일접속 용접부 품질판정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시임용접등 저항용접에 있어서 프로세스 라인의 코일접속 용접부의 품질을 용접부두께를 측정하여 용접의 양, 부를 판정하는 프로세스 라인의 코일접속 용접부 품질판정방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 코일의 연속생산을 위한 메쉬시임(Mesh seam)용접의 용접부 품질판정방법에 있어서 라인제어용 컴퓨터로부터 미리 선행 코일과 후일 코일에 대한 강종과 두께정보를 통신에 의해 입력받아 설정된 용접후의 용접부 두께설정값과, 용접전극휠에서 소정거리만큼 떨어진 위치에 설치된 용접부 두께측정센서로부터 얻은 용접부의 두께값의 대소를 비교하여 용접의 양(良), 부(不)를 판정하는 것을 특징으로 하는 프로세스 라인의 코일접속 용접부 품질판정 방법을 제공한다.

Description

프로세스 라인의 코일접속 용접부 품질판정방법

본 발명은 시임(SEAM)용접 등 저항용접에 의한 프로세스(PROCESS) 라인의 코일접속 용접부의 품질 판정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 프로세스 라인으로서 연속소둔 라인(CONTINUOUS ANNEALING LINE)등에 있어서는 선행코일 후단부와 후행코일 선단부를 시임용접하게 통판하게 된다.

이때, 코일은 소둔로속에서 고온으로 가열되고 통판 경로에서 작용하는 장력에 의해 힘을 받게 된다. 그런데, 간혹 소둔로속에서 코일이 끊어지는 사고가 발생하게 되는데 대부분의 경우 가장 취약한 용접부 또는 그 근방에서 발생한다.

따라서, 연속라인의 용접 품질은 매우 중요하다.

이러한 문제점들로 인해 종래에는 용접부 시임을 따라서 용접 전극휠(WHEEL) 직후의 온도를 측정하는 방법(일본특개소 63-203285) 등이 있었다.

제1도는 종래 기술의 시임용접부 판정장치의 구성도를 나타낸 것이다.

제1도에 있어서, 도면부호 1은 코일스트립, 2는 코일스트립 1을 용접전에 고정 지지하는 클램프, 3은 용접전극휠, 4는 갭센서, 5는 신호변환기, 6는 제어기, 7은 적외선온도계, 8은 설정온도, 9는 경보장치이다.

제1도에 도시된 바와 같은 종래 기술에 있어서는 용접중 전극휠(3)의 직후에 적외선온도계(7)를 장착하여 용접부의 온도를 계측하여 이 계측된 값을 가지고서 제2도에 도시된 바와 같이 코일의 두께에 따라 적정한 온도범위영역을 미리 설정하여 용접품질의 양(良), 부(不)를 판정했다.

그러나, 제1도에 도시된 바와 같은 기술에 있어서는 용접전극휠(3)이 사용중 마모가 되어 드레서(DRESSOR)등에 의해 주기적으로 가공을 하게 됨에 따라 제3a도와 제3b도와같이 용접시의 상태가 변하게 되고 이에 따라 같은 소재, 같은 두께를 같은 조건으로 용접하여도 용접직후 표면의 온도는 다르게 된다.

또한, 제4도에 도시된 바와 같이 소재(1) 및 (1a)의 두께가 현저히 차이가 나는 용접의 경우는 계측된 온도에 의해서 접합부 품질을 평가하기도 어렵고, 이러한 조건의 변화에 따라 플래쉬(FLASH)등이 발생하는 경우 온도의 변화가 매우 심하고 용접품질을 평가하기가 어렵게 된다.

따라서, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 레이저 빔 센서와 같은 투께측정센서를 사용하여 용접직후의 용접부두께를 측정하여 용접품질을 판정함으로써 용접품질을 정확하게 판정하여 코일의 판파단을 확실하게 방지할 수 있는프로세스 라인의 코일 접속 용접부의 품질판정방법을 제공하는데 있다.

제1도는 종래 기술의 용접부 판정장치 구성도.

제2도는 종래 기술의 스트립 두께, 용접부 온도 및 용접성의 관계를 나타내는 도면.

제3도는 용접휠이 마모되었을 때 용접상태도.

제4도는 용접소재의 두께가 현저히 차이가 날때의 용접상태도.

제5도는 본 발명의 용접부 판정장치의 구성도.

제6도는 본 발명의 두께 측정원리도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 1a : 선, 후행코일 2 : 클램프

3 : 용접전극의 상, 하휠 4 : 갭센서(GAP SENSOR)

5 : 신호변환기 6 : 제어기

7 : 적외선온도계 8 : 설정온도치(계산치)

9 : 경보기 10 : 설정치(계산치)

11, 12 : 두계측정센서

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 선행코일의 후단과 후행코일의 선단을 겹친 후 메쉬시임(MESH SEAM) 용접하여 통판되도록 함으로써 코일을 연속생산할 때에 그 용접부의 품질을 판정하는 방법에 있어서, 선행코일 및 후행코일의 투입을 제어하는 라인제어용 컴퓨터로부터 각 코일의 두께정보를 송신받아 이들의 두께평균을 산출하여 설정값으로 저장하는 단계와, 상기 단계후 선, 후행코일이 용접될 위치의 직상, 하방으로부터 일정거리 떨어져 고정설치된 각 두께측정센서들간의 이격거리를 제어기에 설정하는 단계와, 상기 단계후 용접이 완료되었을 때 각 두께측정센서로부터 해당코일까지의 거리를 측정하여 상기 제어기로 송출하는 단계와, 상기 단계후 후술할 식에 의해 용접부의 두께를 산출하는 단계와, 상기 단계후 산출된 용접부의 두께가 설정값의 10% 이내의 범주에 속한다면 정상작업을 수행하고, 그렇지 않다면 경보기를 통해 경보음을 발하거나 라인을 정지시키도록 하는 단계를 포함하여 구성함에 의해 달성된다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도면에서, 제5도는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 품질 판정방법을 수행하기 위한 장치의 구성도이고, 제6도는 본 발명의 용접부 품질 판정방법에 따른 두께 측정의 원리를 설명하기 위한 도면이다.

그리고, 제5도에서 미설명부호에 대하여는 전술한 제1도에 대한 설명을 참조하기로 한다.

제1도를 참조하면, 본 발명을 수행하기 위한 용접부 품질판정장치는 코일(1, 1a)의 용접직후의 두께를 측정하기 위한 레이저 빔 센서와 같은 두께측정센서(11, 12)를 구비하고 있다. 센서(11)는 상기 센서(11)로부터 용접직후의 코일(1a) 상면까지의 거리(ℓ1)를 측정하기 위한 것이고, 센서(12)는 상기 센서(12)로부터 용접직후의 코일(1) 하면까지의 거리(ℓ2)를 측정하기 위한 것이다.

이때, 두께 측정의 원리는 제6도에 도시된 바와 같다. 제6도에 있어서 용접부의 검출된 두께(t')는 다음식(1)으로 표시된다.

t' = L - (ℓ1 + ℓ2) ------------------- (1)

여기에서, L는 각 센서(11, 12)들간의 이격거리로서 이 거리는 항상 유동되지 않는 고정거리이다.

이 검출된 용접부의 두께 t'은 선행코일(1)두께 t1과 후행코일(1a)의 두께 t2를 더한값을 2로 나눈 평균값[(t1+t2)/2]의 10%를 넘지 않는 값이어야 용접이 매우 잘된 것으로 볼 수 있다.

만일, 종래의 기술에서와 같이 용접중 마모나 드레싱에 의해 상, 하부 용접전극휠이 깍여져 낮아지게 되면 제3도에 도시된 바와 같이 접합부 계면이 충분히 용융이 되지 않아 용접부는 충분한 상태로 압착되지 못하게 되고, 또 표면플래시가 발생하는 경우도 종래 기술로서는 합격영역에 들어오는 온도가 되더라도 실제로는 미합착(미용융)이 되어 불량한 용접이 되는 것을 감지하기가 불가능하였으나 본 발명에서는 감지할 수 있다.

이 두께측정센서(11, 12)는 제5도에서와 같이, 용접전극휠에서 소정의 거리(d)를 두고 용접기 후단에 설치되어 있고, 식(1)을 통해 연산된 용접부의 두께(t')는 제어기(6)로 송출된다.

그전에, 상기 제어기(6)의 메모리에는 이미 선, 후행코일(1, 1a)의 투입시 이를 제어하는 라인 제어용 컴퓨터로부터 투입될 강종의 두께정보가 수신된 후 각 코일(1, 1a)의 두께를 더한 후 2로 나눈 평균값이 설정값(10)으로 설정되어 있으며, 또한 각 두께측정센서(11, 12)들간의 이격거리(L)도 세팅되어 있는 상태에 있다.

이어, 용접이 진행되고 두께측정센서(11, 12)들에 의해 판독된 각 두께측정센서(11, 12)들과, 선, 후행코일(1, 1a)의 용접부 상하면간의 거리(ℓ1, ℓ2)가 측정되고 제어기(6)로 송출된다.

제어기(6)는 이들 데이터를 수신하여 상기한 식(1)에 의해 용접부의 두께(t')를 산출하고, 그 두께(t')는 상기 설정값(10)의 10%를 넘었는지를 판단하게 된다.

만약, 설정값(10)의 10%를 넘어서게 되면 경보기(9)를 통해 경보음을 발하거나 라인을 정지시켜 용접부의 품질을 재 판정하도록 하고, 10%를 넘지 않았다면 정상작업을 하도록 한다.

예컨대, 40cm, 60cm짜리 코일을 용접하였을 때 그 용접부의 두께는 양 코일의 평균값인 50cm의 10%인 5cm를 넘지 않는 55cm 이하이어야 매우 양호한 용접이라고 볼 수 있다는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 용접부 품질 판정방법에 의하면, 코일 용접부에 의한 판파단을 확실하게 방지할 수 있고 라인의 가동율을 향상시켜 생산성 증대에 크게 기여할 수 있다.

또한, 파단에 의한 코일의 사행에 의해서 생기는 라인의 손상도 방지하여 유지, 보수비를 절감하는 등의 우수한 효과가 얻어진다.

Claims (1)

1. 선행코일(1)의 후단과 후행코일(1a)의 선단을 겹친 후 메쉬시임(MESH SEAM) 용접하여 통판되도록 함으로써 코일을 연속생산할 때에 그 용접부의 품질을 판정하는 방법에 있어서, 선행코일(1) 및 후행코일(1a)의 투입을 제어하는 라인제어용 컴퓨터로부터 각 코일의 두께정보를 송신받아 이들의 두께평균을 산출하여 설정값(10)으로 저장하는 단계와, 상기 단계후 선, 후행코일(1, 1a)이 용접될 위치의 직상, 하방으로부터 일정거리 떨어져 고정설치된 각 두께측정센서(11, 12)들간의 이격거리(L)를 제어기(6)에 설정하는 단계와, 상기 단계후 용접이 완료되었을 때 각 두께측정센서(11, 12)로부터 해당 코일(1, 1a)까지의 거리(ℓ1, ℓ2)를 측정하여 상기 제어기(6)로 송출하는 단계와, 상기 단계후 하기한 식(1)에 의해 용접부의 두께(t')를 산출하는 단계와, 상기 단계후 산출된 용접부의 두께(t')가 설정값(10)의 10% 이내에 범주에 속한다면 정상작업을 수행하고, 그렇지 않다면 경보기(9)를 통해 경보음을 발하거나 라인을 정지시키도록 하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프로세스 라인의 코일접속 용접부 품질판정 방법.

   [식 1]

   t' = L - (ℓ1 + ℓ2)