KR100327752B1 - 서브머지드 아크 편면 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트윈아크를 발생시키는 다전극 서머지드 아크 용접기에 관한 것으로, 싱글폴방식의 선행 용접헤드(10)와, 트윈폴방식의 후행 용접헤드(20)와, 플라스틱 케이스에 스플형태로 권취된 세 개의 용접와이어(31,32,33)를 각기 탑재하는 와이어 지지대(41,42,43)와, 선행 용접헤드(10)에 한 개의 용접와이어(31)를 송급하며 후행 용접헤드(20)에 두 개의 용접와이어(32,33)를 송급하는 와이어 송급기(50)와, 몸체 중앙부에 부설되어 두 모재(1)의 용접홈(2)에 적어도 그 일부가 삽착된 상태로 주행하는 가이드롤러(61)의 인도를 받아 구동휠(62)에 의해 이동하며 상기한 모든 용접장비가 탑재되고 수동 운전을 위한 손잡이(63)가 일측에 부설된 케리지(60)로 구성되어, 별도의 가이드레일이 필요하지 않아 코스트는 최소화되면서도 용접 작업의 용이성은 배가되며, 용입 불량이 방지되어 용접 품질이 크게 향상되는 이점이 있다.

Description

트윈아크를 발생시키는 다전극 서머지드 아크 용접기{A multiple electrode submerged arc one side welding apparatus producer make Twin arc}

본 발명은 트윈아크를 발생시키는 서머지드 아크 용접기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 맞대기 이음부의 용접홈을 따라 주행하면서 용접선을 추적하며 2전극 및 트윈폴(twin pole)방식에 의해 용접 품질이 향상되도록 한 트윈아크를 발생시키는 서머지드 아크 용접기에 관한 것이다.

일반적으로, 선박과 같은 대형 철구조물의 제작 공정에서 맞대기 이음은 강재의 맞대기 이음부를 양면에서 용접하는 양면 용접과 상부만을 용접하는 편면 용접으로 나뉘어지며, 양면 용접은 상판 용접 후에 판재를 뒤집어야 하는 단점이 있으므로 편면 용접이 다양하게 개발되어 널리 사용되는 추세이다.

아울러, 서머지드 아크 용접(submerged arc welding)은 강재의 접합부에 입상의 용제, 즉 플럭스를 도포하고 그 속에 용접 와이어를 연속적으로 송급하면서 와이어 선단과 강재와의 사이에 아크를 발생시켜 그 열로 강재를 용접하는 방법이다. 이때 발생된 아크 열은 와이어, 강재 및 플럭스를 용융시키며 용융된 플럭스는 슬래그로 형성되고 용융금속은 용접비드를 형성하게 된다.

이러한 서머지드 아크 용접은 대전류 용접이 가능하여 각종 용접 방법과 비교할 때 열효율이 매우 높으며 피복 아크 용접에 비하여 약 4∼5배 이상의 융착속도를 발생시킬 수 있다.

한편, 종래 기술에 따라 상기 편면 용접 및 서머지드 아크 용접을 수행하는 용접장치는, 용접헤드, 용접와이어, 와이어 송급기, 플럭스 살포기, 제어기, 케리지(주행대차), 가이드레일 등으로 이루어진다.

이러한 종래의 서머지드 아크 용접기는, 와이어 송급기에 의해 코일 형상의 용접와이어가 용접부에 연속적으로 송급되고, 케리지는 가이드레일 위를 일정한 속도로 이동하면서 용접선을 따라 아크를 이동시켜 용접을 진행한다.

그러나, 종래의 용접장치는 용접 작업 이전에 케리지가 용접선을 따라 주행할 수 있도록 가이드레일을 설치하고 용접이 완료되면 다시 제거하여야 하는 번거로움 및 코스트 상승 요소가 있었다.

또한, 고속용접이 가능하도록 용접헤드를 선행과 후행의 2전극방식을 채용하더라도, 각각의 전극에는 하나의 용접와이어가 송급되는 싱글폴(single pole)방식이 채용되었으므로 용접홈내에서 용접와이어 양옆으로 공간이 생겨 용입 불량이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안한 것으로서, 용접홈에 그 일부가 삽착된 상태로 주행하는 가이드롤러를 케리지의 몸체 중앙부에 부설하여 케리지가 맞대기 이음부의 용접선을 추적하면서 이동되도록 하며 선행 용접헤드와 후행 용접헤드로 이루어진 2전극방식을 채용하면서도 후행전극에는 2개의 용접와이어를 송급하는 트윈폴방식이 채용된 서머지드 아크 용접기를 제공함으로써, 코스트를 최소화시키면서도 용접 작업의 용이성을 배가시키며 용접 품질이 크게 향상되도록 하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 트윈아크를 발생시키는 다전극 서브머지드 아크 용접기의 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 케리지의 이동 모습을 보여주는 상태도.

도 3a는 본 발명에 의한 케리지의 와이어 탑재 상태를 보여주는 평면도.

도 3b는 본 발명에 의한 케리지의 측면도.

도 4는 본 발명에 의한 용접 과정을 보여주는 개략도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 모재 2 : 용접홈

10 : 선행 용접헤드 20 : 후행 용접헤드

31,32,33 : 용접와이어 41,42,43 : 와이어 지지대

50 : 와이어 송급기 60 : 케리지

61 : 가이드롤러 62 : 구동휠

63 : 손잡이 70 : 콘트롤 박스

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 용접기는, 두 모재의 용접홈에 플럭스를 도포하고 선행 용접헤드와 후행 용접헤드를 이용하여 상기 플럭스내에 아크를 발생시켜 상기 두 모재를 용접하는 다전극 서머지드 아크 용접기에 있어서: 와이어 지지대에 적어도 세 개 이상의 용접와이어를 탑재하는 케리지는 몸체 중앙부에 부설되어 상기 용접홈에 적어도 그 일부가 삽착된 상태로 주행하는 가이드롤러의 인도를 받아 이동하며, 상기 후행 용접헤드는 와이어 송급기를 통해 두 개의 상기 용접와이어를 송급받아 상기 플럭스내에 트윈아크(twin arc)를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 용접와이어는 스플(spool)형태로 다수의 상기 와이어 지지대에 탑재되고, 적어도 한 개 이상의 상기 와이어 지지대는 상기 케리지에 착탈이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 트윈아크를 발생시키는 서머지드 아크 용접기의 구성도이고, 도 2는 케리지의 이동 모습을 보여주는 상태도이며, 도 3a는 와이어 탑재 상태를 보여주는 케리지의 평면도이고, 도 3b는 케리지의 측면도이며, 도 4는 본 발명에 의한 용접 과정을 보여주는 개략도이다.

이에 나타낸 바와 같이 본 발명에 의한 용접기는, 싱글폴방식의 선행 용접헤드(10)와, 트윈폴방식의 후행 용접헤드(20)와, 플라스틱 케이스에 스플형태로 권취된 세 개의 용접와이어(31,32,33)를 각기 탑재하는 와이어 지지대(41,42,43)와, 선행 용접헤드(10)에 한 개의 용접와이어(31)를 송급하며 후행 용접헤드(20)에 두 개의 용접와이어(32,33)를 송급하는 와이어 송급기(50)와, 몸체 중앙부에 부설되어 두 모재(1)의 용접홈(2)에 적어도 그 일부가 삽착된 상태로 주행하는 가이드롤러(61)의 인도를 받아 구동휠(62)에 의해 이동하며 상기한 모든 용접장비가 탑재되고 수동 운전을 위한 손잡이(63)가 일측에 부설된 케리지(60)로 구성된다.

도면 중 미설명 부호 70은 콘트롤 박스이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 트윈아크를 발생시키는 다전극 서머지드 아크 용접기에 의해 두 모재가 용접되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 플라스틱 케이스에 스플형태로 권취된 세 개의 용접와이어(31,32,33)는 케리지(60)의 와이어 지지대(41,42,43)에 각기 탑재된다. 이때 후행 용접헤드(20)에 공급되는 용접와이어(33)를 탑재하는 와이어 지지대(43)는 도 3b에 나타낸 바와 같이 케리지(60)에 착탈 가능하게 힌지(43a) 결합된 상태이므로 힌지(43a)를 중심으로 회전시키면 다른 용접와이어(31,32)를 탑재시키는 작업에 간섭을 주지 않는다.

이와 같이 용접와이어(33)를 탑재시킨 상태로 본 발명의 용접장치를 두 모재(1)의 용접부에 설치할 때에는 케리지(60)의 가이드롤러(61)가 용접홈(2)에 삽착되도록 배치한다.

그러면, 가이드롤러(61)가 용접 작업 중에 용접홈(2)을 따라 주행하므로 이 가이드롤러(61)의 인도를 받아 케리지(60)는 용접선을 따라 이동된다.

그리고, 와이어 송급기(50)는 싱글폴방식의 선행 용접헤드(10)에 한 개의 용접와이어(31)를 송급하고, 트윈폴방식의 후행 용접헤드(20)에는 두 개의 용접와이어(32,33)를 송급한다.

그러면, 선행 용접헤드(10)는 이면비드 형성에 기여하고, 후행 용접헤드(20)는 표면비드까지의 용접에 기여한다. 여기서 후행 용접헤드(20)는 트윈폴방식이므로 플럭스내에 트윈아크(twin arc)를 발생시키며 이로서 융합불량에 의한 결함이 미연에 방지된다. 즉 용접홈(2)내에서 용접와이어(32,33)의 양옆에 공간이 거의 생기지 않으므로 용입 불량이 방지되어 용접 품질이 크게 향상된다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 가이드롤러가 용접홈에 그 일부가 삽착된 상태로 주행하여 케리지가 용접선을 추적하면서 이동되므로 별도의 가이드레일이 필요하지 않아 코스트는 최소화되면서도 용접 작업의 용이성은 배가되며, 표면비드 형성에 기여하는 후행 용접헤드는 플럭스내에 트윈아크를 발생시켜 용입 불량이 방지되므로 용접 품질이 크게 향상되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 두 모재(1)의 용접홈(2)에 플럭스를 도포하고 선행 용접헤드(10)와 후행용접헤드(20)를 이용하여 상기 플럭스내에 아크를 발생시켜 두 모재(1)를 용접하되 상기 두 모재(1)의 용접홈(2)을 따라 정밀하게 안내 받으면서 이동 할 수 있도록 가이드롤러(61)를 용접홈(2)에 일부 삽착시킨 다전극 서머지드 아크 용접기에 있어서,

   상기 다전극 서머지드 아크 용접기의 케리지(60) 상부에 세 개 이상의 와이어 지지대(41,42,43)를 설치하여 스플형태의 용접와이어(31,32,33)를 착탈이 가능하도록 각각 탑재시키되 와이어송급기(50)를 통하여 두 개의 용접와이어(32,33)는 후행용접헤드(20)에 송급하고 나머지 한 개의 용접와이어(31)는 선행용접헤드(10)에 송급시켜 구성한 것을 특징으로 하는 트윈아크를 발생시키는 다전극 서머지드 아크 용접기.
2. 청구항2는 삭제 되었습니다.