KR100281318B1

KR100281318B1 - 관체의 원주 용접방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR100281318B1
Application number: KR1019980018807A
Authority: KR
Inventors: 허성관
Original assignee: 이성남; 주식회사창성
Priority date: 1998-05-25
Filing date: 1998-05-25
Publication date: 2001-06-01
Also published as: KR19990086026A

Abstract

본 발명은 두 개의 관체(1) 등을 용접하기 위한 용접 기술에 관한 것으로, 비숙련자도 간편하고 균일하게 용접할 수 있는 방법 및 그 용접장치를 제공하기 위해, 용접부 둘레에 용접링(2)을 권취한 조립된 두 개의 관체(1)를 이송하기 위하여, 구동원과 연결된 구동풀리(41) 및 종동풀리(42) 사이에 맞물려 일정방향으로 순환하는 금속재의 컨베이어벨트(40)와, 이 컨베이어벨트(40)의 순환궤도 내에 순차적으로 배치되어 상기 관체(1)를 예열 및 단계적 가열 후, 냉각 배출하는 일련의 공정시스템(P)으로 구성된 것으로서, 두 개의 관체(1)를 용접하고자 하는 경우에 그 관체(1)를 예열기(50)에 투입한 후, 컨베이어벨트(40)를 구동하기만 하면 용착 및 냉각 공정이 순차적으로 이루어짐으로써 작업이 매우 간편하고, 각 관체(1) 간에 상호 견고하게 용착되어 장기간 사용시에도 진동 소음 및 누설을 방지할 수 있으며, 산소용접 작업에 비해 그 공정이 단축되고 용접부가 균일하게 유지되어 생산성을 향상시킬 수 있도록 된 관체의 원주 용접방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

관체의 원주 용접방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR WELDING CONTACT CIRCUMFERENCE BETWEEN PIPES}

본 발명은 두 개의 관체 등을 용접하기 위한 용접방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 압축기의 어큐뮬레이터 본체에 냉매 유입 및 흡입관을 용접하거나 석션튜브 등과 같은 균일 용접성을 요하는 소재를 용접하고자 할 때, 작업이 간편하게 이루어지고, 각 관체 간에 상호 견고하게 용착되어 장기간 사용시에도 진동 소음 및 누설을 방지할 수 있으며, 작업 공정이 단축되고 용접부가 균일하게 유지되어 생산성을 향상시킬 수 있도록 된 관체의 원주 용접방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 서로 다른 직경을 갖는 두 개의 관체를 용접하고자 하는 경우에는, 상기 관체를 상호 조립하여 지그로 고정한 후, 접합을 원하는 부위에 용접봉을 대고 상기 관체를 회전시키면서 산소용접기 등으로 용접하게 된다.

그러나, 종래의 용접 방법은 공정이 복잡하고 고도의 숙련된 기술을 요할 뿐만 아니라, 각 관체간 온도차이 등의 원인으로 인하여 용접 균일성이 불량하며, 압축기의 어큐뮬레이터와 같이 진동이 지속적으로 전달되는 물품의 경우에는 장기간 사용시에 용접부위에 균열이 발생하여 누설될 가능성이 높고, 이에 따른 진동 소음을 유발하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 두 개의 관체를 용접하고자 하는 경우에 작업이 간편하게 이루어지고, 각 관체 간에 상호 견고하게 용착되어 장기간 사용시에도 진동 소음 및 누설을 방지할 수 있으며, 작업 공정이 단축되고 용접부가 균일하게 유지되어 생산성을 향상시킬 수 있도록 된 관체의 원주 용접방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 관체 용접장치의 전체 구성을 도시한 공정도,

도 2는 본 발명에 따른 냉각이송부의 내부 구조를 도시한 종단면도,

도 3은 도 1에 따른 A-A선 단면도,

도 4는 도 1에 따른 B-B선 단면도,

도 5는 본 발명의 용접방법 및 그 장치에 의해 용착된 관체의 예시도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

P ; 공정시스템 1 ; 관체

2 ; 용접링 10 ; 1차 가열로

11 ; 내측 케이스 12 ; 외측 케이스

13 ; 내화벽돌 14 ; 절연히터

20 ; 2차 가열로 30 ; 3차 가열로

40 ; 컨베이어벨트 41 ; 구동풀리

42 ; 종동풀리 50 ; 예열기

51 ; 투입구 60 ; 냉각기

61 ; 냉각통 62 ; 중공부

63 ; 냉각수 64 ; 냉각수 주입관

65 ; 냉각수 배출관 66, 81 ; 플랜지

70 ; 적재대 71 ; 가이더

80 ; 연결관 82 ; 보울트

83 ; 너트

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 관체의 원주 용접방법은 용접할 대상이 되는 두 개의 관체(1)를 조립하고, 그 용접부 둘레를 따라 용가제인 용접링(2)을 권취한 후, 900℃의 온도로 유지되는 가열로(10)와 1060℃로 유지되는 가열로(20) 및 1115℃로 유지되는 가열로(30)에 순차적으로 투입하여 그 내부에서 소정시간 동안 단계적으로 가열 융착한 다음, 용접된 관체(1)를 냉각시켜 배출할 수 있게 함을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 관체의 원주 용접장치는 용접부 둘레에 용접링(2)을 권취한 조립된 두 개의 관체(1)를 이송하기 위하여, 구동원과 연결된 구동풀리(41) 및 종동풀리(42) 사이에 맞물려 일정방향으로 순환하는 금속재의 컨베이어벨트(40)와; 이 컨베이어벨트(40)의 순환궤도 내에 순차적으로 배치되어 용접할 관체(1)를 수용하여 예열해주는 예열기(50)와, 예열된 관체(1)를 점진적으로 고온화하여 가열시켜주는 1차 가열로(10), 2차 가열로(20) 및 3차 가열로(30)와, 상기 가열로(10)(20)(30) 들을 통과하면서 상호 용착된 관체(1)를 냉각시켜주는 다단계의 냉각기(60)와, 이 냉각기(60) 들을 통과하면서 냉각된 관체(1)를 안내하여 적재하기 위한 적재대(70)와, 상기의 예열부와 가열공정부 및 냉각이송부 간을 연결하는 연결관(80)를 가지며 상기 관체(1)를 예열 및 단계적 가열 후, 냉각 배출하는 일련의 공정시스템(P)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 관체 용접장치를 설명하기 위한 것으로서, 도 1은 그 전체 구성을 도시한 공정도, 도 2는 본 발명에 적용된 냉각이송부의 내부 구조를 도시한 종단면도, 도 3은 도 1에 따른 A-A선 단면도, 도 4는 도 1에 따른 B-B선 단면도, 도 5는 본 발명의 용접방법 및 그 장치에 의해 용착된 관체(1)의 예시도를 각각 나타낸 것이다.

상기 관체 용접장치에 의한 그 용접방법을 개략적으로 설명하면, 용접할 대상이 되는 두 개의 관체(1)를 조립하고, 그 용접부 둘레를 따라 용가제인 용접링(2)을 권취한 후, 온도를 달리하는 복수의 가열로(10)(20)(30)에 순차적으로 투입하여 그 내부에서 소정시간 동안 단계적으로 가열 융착한 다음, 용접된 관체(1)를 냉각시켜 배출할 수 있게 하는 것이다.

이러한 용접방법을 진행하기 위한 본 발명의 관체 용접장치는 상기 도면에 도시된 바와 같이, 용접부 둘레에 용접링(2)을 권취한 조립된 두 개의 관체(1)를 이송하기 위하여, 구동원과 연결된 구동풀리(41) 및 종동풀리(42) 사이에 맞물려 일정방향으로 순환하는 금속재의 컨베이어벨트(40)와, 이 컨베이어벨트(40)의 순환궤도 내에 순차적으로 배치되어 상기 관체(1)를 예열 및 단계적 가열 후, 냉각 배출하는 일련의 공정시스템(P)으로 구성되어 있다.

상기 컨베이어벨트(40)는 3차 가열로(30)의 가열 온도를 감안할 때 스테인레스스틸을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 용접링(2)은 순도 99%의 무산소동이나, 인동 또는 은납 등의 재질로 이루어진다.

상기 공정시스템(P)은 용접할 관체(1)를 수용하여 예열해주는 예열기(50)와, 예열된 관체(1)를 점진적으로 고온화하여 가열시켜주는 1차 가열로(10), 2차 가열로(20) 및 3차 가열로(30)와, 상기의 각 가열로(10)(20)(30) 들을 통과하면서 상호 용착된 관체(1)를 냉각시켜주는 다단계의 냉각기(60)와, 이 냉각기(60) 들을 통과하면서 냉각된 관체(1)를 안내하여 적재하기 위한 적재대(70)와, 상기의 예열부와 가열공정부 및 냉각이송부 간을 연결하는 연결관(80)으로 구성되어 있다.

상기 예열기(50)는 그 상부에 용접모재(관체)를 투입하기 위한 투입구(51)가 형성되어 있고, 그 내부에는 투입된 관체(1)를 비교적 낮은 온도로 예열하기 위한 전열히터(미도시)가 설치되어 있다.

상기 각 가열로(10)(20)(30)는 도 3에 도시한 바와 같이, 가열공정을 진행할 수 있도록 컨베이어벨트(40)가 통과하는 내측 케이스(11) 및 이 내측 케이스(11)의 외부로부터 소정 공간을 형성하는 외측 케이스(12)로 구성되고, 상기 내, 외측 케이스(11)(12) 사이의 공간부에는 단열을 위한 내화벽돌(13)이 충전되며, 상기 내, 외측 케이스(11)(12) 간에는 다수의 전열히터(14)가 설치되어 있다. 이때, 상기 1차 가열로(10)의 가열 온도는 900℃, 상기 2차 가열로(20)의 가열 온도는 1,060℃, 상기 3차 가열로(30)의 가열 온도는 1,115℃ 내외로 유지함으로써, 관체(1)의 용접부에 권취된 용접링(2)이 서서히 용융되어 용착될 수 있게 되어 있다.

상기 각 냉각기(60)는 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 컨베이어벨트(40)가 통과할 수 있는 중공부(62)를 갖는 냉각통(61)과, 이 냉각통(61)의 내부로 냉각수(63)를 순환시킬 수 있도록 그 상, 하부에 각각 형성된 냉각수 주입관(64) 및 냉각수 배출관(65)과, 이 냉각통(61)의 양단 외측에 일체로 형성되어 상기 연결관(80)과 보울트 체결할 수 있도록 형성된 플랜지(66)로 구성되어 있다. 이때, 상기 연결관(80)의 양단에도 플랜지(81)가 형성되어, 상기 냉각통(61)의 플랜지(66)와 맞대어 진 후, 보울트(82) 및 너트(83)로 체결된다.

상기 적재대(70)는 용착공정이 완료된 후 냉각이송되는 관체(1)를 수거하기 위한 것으로, 컨베이어벨트(40)가 구동풀리(41)에 도달하여 방향 전환되는 위치 상에 가이더(71)를 설치함으로써 원활한 적재가 이루어질 수 있도록 할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 관체의 원주 용접장치를 이용한 용접 작업공정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 두 개의 관체(1)를 용접할 수 있는 상태로 조립하여 그 용접할 원주둘레에 용접링(2)를 권취하고, 투입구(51)를 통해 예열기(50) 내부로 투입하여 컨베이어벨트(40) 상에 올려 놓는다. 상기 예열기(50)에서 일정시간 동안 관체(1)를 예열하여 용접하기 좋은 상태를 조성한 후, 상기 컨베이어벨트(14)를 구동시켜 연결관(80)을 통해 1차 가열로(10)로 이송된다.

상기 1차 가열로(10)에서는 900℃ 정도의 온도로 일정시간 동안 가열된 후, 2차 가열로(20) 및 3차 가열로(30)로 단계적으로 이송되면서 각각 1,060℃ 및 1,115℃의 고온에서 일정시간 동안 가열되며, 이와같은 3단계의 가열 공정에 의해 용접링(2)이 완전 용융되어 두 개의 관체(1) 사이에 용착된다. 이때, 상기 용접링(2)은 용융시 모세관 현상에 의해 상기 관체(1)의 틈새 깊숙히 침투하여 견고하게 용착되는 것이다.

이와 같이 용착된 관체(1)는 다단계의 냉각기(60)를 통과하면서 냉각되어 더욱 견고히 고착된다. 상기 냉각기(60)는 일체형으로 할 수도 있으나, 냉각 효율을 높이기 위해서는 본 발명에서와 같이 3개 정도의 냉각통(61)으로 분리하고, 이들 각 냉각통(61) 마다 냉각수 주입관(64) 및 냉각수 배출관(65)을 별도로 형성하여 각각 독립적인 냉각계통을 이루도록 함으로써, 흡열된 냉각수(63)와의 혼합을 방지하여 더욱 신속한 냉각이 이루어질 수 있게 된다.

또한, 냉각된 관체(1)는 컨베이어벨트(40)에 의해 계속 이송되어 가이더(71)를 따라 적재대(70) 내부로 취출되면서 모든 공정이 완료된다. 상기와 같은 전 공정이 완료되는데 소요되는 시간은 대략 1시간 정도이다.

본 발명에 따른 관체 용접장치는 압축기의 어큐뮬레이터나 석션튜브와 같은 균일 용접성을 요하는 물품을 용접하는데 적합하고, 비숙련자도 용이하게 작업할 수 있으며, 특히 동일 물품의 대량 생산에 적용하면 매우 효과적이다.

상기와 같은 구성및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는 다음과 같다.

본 발명에 따른 관체의 원주 용접방법 및 그 장치는 두 개의 관체(1)를 용접하고자 하는 경우에 그 관체(1)를 예열기(50)에 투입한 후, 컨베이어벨트(40)를 구동하기만 하면 용착 및 냉각 공정이 순차적으로 이루어짐으로써 작업이 매우 간편하고, 각 관체(1) 간에 상호 견고하게 용착되어 장기간 사용시에도 진동 소음 및 누설을 방지할 수 있으며, 산소용접 작업에 비해 그 공정이 단축되고 용접부가 균일하게 유지되어 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

용접할 대상이 되는 두 개의 관체(1)를 조립하고, 그 용접부 둘레를 따라 용가제인 용접링(2)을 권취한 후, 900℃의 온도로 유지되는 가열로(10)와 1060℃로 유지되는 가열로(20) 및 1115℃로 유지되는 가열로(30)에 순차적으로 투입하여 그 내부에서 소정시간 동안 단계적으로 가열 융착한 다음, 용접된 관체(1)를 냉각시켜 배출할 수 있게 함을 특징으로 하는 관체의 원주 용접방법.
용접부 둘레에 용접링(2)을 권취한 조립된 두 개의 관체(1)를 이송하기 위하여, 구동원과 연결된 구동풀리(41) 및 종동풀리(42) 사이에 맞물려 일정방향으로 순환하는 금속재의 컨베이어벨트(40)와; 이 컨베이어벨트(40)의 순환궤도 내에 순차적으로 배치되어 용접할 관체(1)를 수용하여 예열해주는 예열기(50)와, 예열된 관체(1)를 점진적으로 고온화하여 가열시켜주는 1차 가열로(10), 2차 가열로(20) 및 3차 가열로(30)와, 상기 가열로(10)(20)(30) 들을 통과하면서 상호 용착된 관체(1)를 냉각시켜주는 다단계의 냉각기(60)와, 이 냉각기(60) 들을 통과하면서 냉각된 관체(1)를 안내하여 적재하기 위한 적재대(70)와, 상기의 예열부와 가열공정부 및 냉각이송부 간을 연결하는 연결관(80)를 가지며 상기 관체(1)를 예열 및 단계적 가열 후, 냉각 배출하는 일련의 공정시스템(P)으로 구성된 것을 특징으로 하는 관체의 원주 용접장치.
제 2항에 있어서, 상기 각 가열로(10)(20)(30)는 가열공정을 진행할 수 있도록 컨베이어벨트(40)가 통과하는 내측 케이스(11) 및 이 내측 케이스(11)의 외부로부터 소정 공간을 형성하는 외측 케이스(12)로 구성되고, 상기 내, 외측 케이스(11)(12) 사이의 공간부에는 단열을 위한 내화벽돌(13)이 충전되며, 상기 내, 외측 케이스(11)(12) 간에는 다수의 전열히터(14)가 설치된 것을 특징으로 하는 관체의 원주 용접장치.
제 2항에 있어서, 상기 각 냉각기(60)는 컨베이어벨트(40)가 통과할 수 있는 중공부(62)를 갖는 냉각통(61)과, 이 냉각통(61)의 내부로 냉각수(63)를 순환시킬 수 있도록 그 상, 하부에 각각 형성된 냉각수 주입관(64) 및 냉각수 배출관(65)과, 이 냉각통(61)의 양단 외측에 일체로 형성되어 상기 연결관(80)과 보울트 체결할 수 있도록 형성된 플랜지(66)로 구성된 것을 특징으로 하는 관체의 원주 용접장치.