KR100470756B1 - 엘엔지선의 커플러 소켓을 스터드 용접하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘엔지선의 커플러 소켓을 스터드 용접하는 장치를 제공하기 위한 것으로, 종래의 GTAW(티그) 용접시에 필요한 부수 용품들이 필요없고, 용접부위의 숍 프라이머(shop primer)를 제거하지 않고도 적당한 용접품질을 획득할 수 있으며, 조작이 간편한 용접장비를 구현하여 엘엔지선의 생산 공기를 단축시킬 수 있고, 작업자의 피로를 감소시키기에 적당하도록 한 엘엔지선의 커플러 소켓, 그 스터드 용접 장치에 관한 것으로서,

스터드 용접 장치는, 스터드(42)와, 커플러 소켓(50)의 후방에서 지지하며 잡도록 형성된 척(chuck)(47), 척(47)의 외주면에 근접되게 설치된 지지튜브(support tube)(49), 척(47)의 후방에서 이를 가압하는 가압 스프링(43), 척(47)의 후단에서 이를 끌어올리는 끌어올림 스프링(44), 스터드 건(41)과 모재(30)와의 용접거리를 일정하게 유지시키며 커플러 소켓(50)이 정위치에 융착될 수 있도록 외측에 형성되어 용접위치를 조정하기 위한 가이드 라인(guide line)(45), 지지튜브(49)의 전방으로 연결되며 페룰(ferrule)(48)을 끼울 수 있도록 형성된 와셔(washer)(46)를 포함하여 구성된다.

따라서 본 발명은 엘엔지선의 커플러 소켓 스터드 용접 장치는 커플러 소켓(Coupler socket)이 접촉되는 용접부위에 숍 프라이머(Shop Primer)를 제거하지 않고도 용접할 수 있으며, 종래의 GTAW(티그) 용접시 용접에 필요한 부수적인 용품(왕복대(Carriage), 용접기 및 가스 적치대, 텅스텐 봉, 세라믹 노즐 등)이 불필요하고, 보호 가스(불활성 가스)도 사용하지 않아도 되며, 종래의 용접장치(무게 약 20kg)와는 달리 스터드 건(무게 약 2Kg 이내)을 이용하여 사용하기 때문에 용접사의 피로도를 감소시킬 뿐만 아니라, 엘엔지선 1척당 22,000여 개에 해당하는 커플러 소켓을 스터드 용접으로 시공함으로써 건조공기 및 생산시수(M/H)도 대폭 감소시킬 수 있는 효과도 있다.

Description

엘엔지선의 커플러 소켓을 스터드 용접하는 장치 {APPARATUS OF STUD WELDING FOR COUPLER SOCKET ON LNG CARRIER}

본 발명은 엘엔지선(LNG Carrier)의 커플러 소켓(Coupler Socket) 스터드 용접에 관한 것으로, 특히 종래의 GTAW(Gas Tungsten Arc Welding, 또는 "TIG(Tungsten Inert Gas)"라고도 함) 용접시에 필요한 부수 용품들이 필요없고, 용접부위의 숍 프라이머(shop primer)를 제거하지 않고도 적당한 용접품질을 획득할 수 있으며, 조작이 간편한 용접장비를 구현하여 엘엔지선의 생산 공기를 단축시킬 수 있고, 작업자의 피로를 감소시키기에 적당하도록 한 엘엔지선의 커플러 소켓, 그 스터드 용접 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스터드 용접(stud welding)은 일종의 아크 용접법으로 도1에 도시된 바와 같은 스터드 건(41)을 이용하여 스터드(막대)를 모재에 접속시켜 전류를 흘린 다음, 스터드 건의 내부 스프링에 의해 스터드를 모재로부터 적정거리만큼 이격시켜 아크를 발생시키고, 적당히 용융풀이 형성되었을 때 다시 가압스프링에 의해 용융지에 밀어 붙여서 용착시키는 방법이다.

종래의 멤브레인 타입(Membrane type)의 엘엔지선의 카고탱크(Cargo tank) 제작시에 카고 탱크의 2차 절연 박스(cargo tank secondary insulation box)를 고정시켜주는 커플러 소켓(coupler socket)(1척당 약 22,000개)을 부착하기 위하여 자동 GTAW(티그) 용접방법을 사용하였다.

현재 선박(엘엔지선)에 사용되고 있는 GTAW(티그) 용접방식의 용접장치는 무게가 20kg 정도 되고, 이 장치를 사용하여 아래보기(flat), 수평보기(horizontal), 위보기(overhead) 자세로 용접을 시공하므로 작업자의 피로가 가중되고 있다.

그리고 불활성 가스를 사용하는 GTAW(티그)용접시에 숍 프라이머(Shop Primer)를 제거하지 않을 경우 용접이 되지 않고 많은 결함을 유발시켜 품질에 저하되므로, 용접전 용접부위에 숍 프라이머를 그라인딩(grinding)하여 제거하여야 한다. 그리고 한정된 용량의 용기(bottle)에 들어 있는 실드 가스(shielding gas)인 아르곤 가스를 사용하기 때문에 가스 부족으로 인한 용접 결함이 발생될 가능성이 상존한다.

또한 GTAW(티그) 용접방법으로 엘엔지 캐리어의 커플러 소켓(Coupler socket)을 용접하기 위해서는 별도의 왕복대(Carriage), 불활성 가스(아르곤, 헬륨 등)를 운반하는 적치대, 텅스텐 봉, 세라믹 노즐 등의 부수적인 소모품이 반드시 필요하여 시공시 주변에 많은 장비들을 함께 이동하여야 하므로 작업자의 피로도를 가중시키는 등의 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 종래의 GTAW(티그) 용접시에 필요한 부수 용품들이 필요없고, 용접부위의 숍 프라이머(shop primer)를 제거하지 않고도 적당한 용접품질을 획득할 수 있으며, 조작이 간편한 용접장비를 구현하여 엘엔지선의 생산 공기를 단축시킬 수 있고, 작업자의 피로를 감소시킬 수 있도록 한 엘엔지선의 커플러 소켓을 용접하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 엘엔지선의 커플러 소켓을 용접하는 장치는, 엘엔지선 카고 탱크에의 용접시 모재와 접촉되는 용접면에서 발열이 용이하도록 하고 용융금속이 원주 전체에 골고루 퍼질 수 있도록 원주상에 배열된 돌기와; 삽입되는 볼트가 용접중 이탈되지 않도록 지지하기 위한 볼트 지지대와; 상기 볼트를 내포하는 원주상에 형성되어, 용접 전원의 인가시 상기 돌기가 용용된 이후에 용용되어져 상기 모재에 용접되어지기 위한 용접부를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 스터드 용접 장치의 사시도이고,

도 2는 종래기술에 따른 엘엔지선의 GTAW 용접시 적용되는 커플러 소켓의 측면도 및 평면도이며,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엘엔지선의 커플러 소켓 스터드 용접장치의 측단면도이고,

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 엘엔지선용 커플러 소켓의 측면도, 평면도 및 단면도이고,

도 5은 본 발명의 제2 실시예에 따른 엘엔지선용 커플러 소켓의 측면도, 평면도 및 단면도이며,

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 모재 41 : 스터드 건

42 : 스터드 43 : 가압 스프링

44 : 끌어올림 스프링 45 : 가이드 라인

46 : 와셔 47 : 척

48 : 페룰 49 : 지지튜브

50 : 커플러 소켓 51 : 돌기

52 : 볼트 지지대 53 : 볼트

54 : 용접부 55 : 용융량 조절홈

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엘엔지선의 커플러 소켓 스터드 용접장치의 측단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 엘엔지선용 커플러 소켓의 측면도, 평면도 및 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 엘엔지선용 커플러 소켓의 측면도, 평면도 및 단면도이다.

본 실시예의 스터드 용접 장치는, 엘엔지선 카고 탱크의 절연박스를 고정시켜주는 커플러 소켓을 선체에 용접시 적용되도록 개선한 것이다. 더불어 본 실시예에서는 커플러 소켓의 형상을 스터드 용접에 적합하도록 개선하였으며, 이러한 스터드 용접 장치 및 커플러 소켓을 이용한 커플러 소켓의 스터드 용접 방법을 구현한다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스터드 용접 장치는, 스터드(42)와, 커플러 소켓(50)의 후방에서 지지하며 잡도록 형성된 척(chuck)(47), 척(47)의 외주면에 근접되게 설치된 지지튜브(support tube)(49), 척(47)의 후방에서 이를 가압하는 가압 스프링(43), 척(47)의 후단에서 이를 끌어올리는 끌어올림 스프링(44), 스터드 건(41)과 모재(30)와의 용접거리를 일정하게 유지시키며 커플러 소켓(50)이 정위치에 융착될 수 있도록 외측에 형성되어 용접위치를 조정하기 위한 가이드 라인(guide line)(45), 지지튜브(49)의 전방으로 연결되며 페룰(ferrule)(48)을 끼울 수 있도록 형성된 와셔(washer)(46)를 포함하여 구성된다.

이러한 스터드 용접 장치는 엘엔지 캐리어의 커플러 소켓(50)을 해당 캐리어의 2차 절연박스의 모재(30)에 용접시에 스터드 용접 방식을 적용할 수 있도록 종래의 스터드 용접건을 적정하게 개선한 것이다.

그리고 커플러 소켓(50)은, 도4에 도시된 바와 같이, 용접시 모재(30)와 접촉되는 용접면에서 발열이 용이하도록 하고 용융금속이 원주 전체에 골고루 퍼질 수 있도록 원주상에 배열된 돌기(51)와, 삽입되는 볼트(53)가 용접중 이탈되지 않도록 지지하기 위한 볼트 지지대(52)와, 상기 볼트(53)를 내포하는 원주상에 형성되어, 용접 전원의 인가시 상기 돌기(51)가 용용된 이후에 용용되어져 상기 모재에 용접되어지기 위한 용접부(54)를 포함하여 이루어진다.

여기서 커플러 소켓(50)의 돌기는, 도4에 도시된 바와 같이 상기 용접부(54)의 원주상에 등간격으로 배열되고 동일 높이를 갖도록 된 다수개의 띠형 돌출부로 이루어지도록 하거나, 도5에 도시된 바와 같이 그 연직단부가 삼각형상으로 상기 용접부(54)의 원주상에 돌출되어진 원형 돌출부로 이루어지도록 할 수 있다. 이들은 본 발명에 따른 실시예의 다양한 구성예를 보인 것으로, 용접시 커플러 소켓(50)의 용접부(54)와 모재(30)간에 적정한 거리를 유지시킬 수 있는 정도의 목적을 달성한다면 기타의 형상으로 구현하는 것도 가능하다.

더불어 커플러 소켓(50)은 상기 용접부의 내측 원주면을 따라 절개되어 용접시 용접부(54)의 용융 금속량을 조절하기 위한 용융량 조절홈(55)을 더 포함할 수 있다. 용융량 조절홈(55)의 절개폭과 깊이를 조절함으로써 용접부(54)에서 용융되어지는 용융금속량을 조절할 수 있다.

이러한 구성에 따른 커플러 소켓을 스터드 용접 장치를 이용하여 스터드 용접하는 방법을 설명하면, 엘엔지선 카고 탱크의 2차 절연박스에 커플러 소켓을 용접하고자 하는 경우에 우선 스터드 건(41)의 척(47)에 커플러 소켓(50)을 삽입한다. 그리고 척(47)을 적당히 조정하여 커플러 소켓(50)이 붙잡히도록 한다. 이때 커플러 소켓(50)에는 볼트(53)가 삽입되어 있으며, 볼트 지지대(52)에 의해 볼트(53)의 이탈이 방지된다.

여기서 척(47)은 2차 절연박스용 커플러 소켓(50)을 붙잡기에 충분하여야 하므로 직경 40mm가 되는 커플러 소켓(50)을 물릴 수 있도록 하며, 해당 척(47)의 직경에 따라 페룰(ferrule)(48)을 비롯한 지지튜브(49) 등도 변경되어야 한다.

커플러 소켓(50)이 삽입된 스터드 건(41)의 가이드 라인(45)을 모재(30)의 용접 위치에 접촉시켜 지지한다.

그러면 가압 스프링(43)이 압축되면서 그 복원력이 작용하여 상기 척(47)을 가압하게 됨으로써 상기 커플러 소켓(50)의 용접부(54) 및 돌기(51)가 상기 모재(30)의 표면에 밀착된다.

이를 위해서 4개의 가이드 라인(45)은 스터드 건(41)과 모재(30)와의 용접거리를 유지시키며 커플러 소켓(50)이 정위치에 부착될 수 있도록 형성되어 있다. 더불어 와셔(46)는 페룰(16)을 끼울 수 있도록 형성된다.

상기 커플러 소켓(50)의 용접부(54)가 상기 모재의 표면에 접촉되도록 가압된 상태에서 상기 스터드 건(41)에 전원을 인가한다.

용접 전원의 인가로 인해 상기 커플러 소켓(50)의 돌기(51) 및 용접부(54)가 용융되고, 더불어 모재(30)가 용융되어 용접이 이루어진다.

이때 돌기(51)은 발열이 쉽게 일어나고 용접부(54)의 원주 전체에 용융금속이 골고루 퍼질수 있도록 한다. 용융량 조절홈(55)은 커플러 소켓(50)이 가압될 때 용융금속량이 많아 내부로 퍼지거나 볼트(53)에 융착되는 것을 방지하기 위하여 용접부(54)의 용융면적을 조절하는 역할을 한다. 그리고 가압 스프링(43)은 용접부(54)가 용융되는 동안 커플러 소켓(50)을 가압하여 모재(30)와 용접부(54)의 용융 진행면이 지속적으로 접촉되도록 한다.

또한, 커플러 소켓(50)의 외부로 유출되는 용융금속은 내열성의 도기로 만들어진 페룰(48)을 사용하여 방지할 수 있다. 종래의 페룰은 직경 22mm의 척에 끼울 수 있도록 되어 있으므로, 여기서 사용하는 커플러 소켓(직경 40mm)에 맞는 페룰(48)을 제작하여야 한다. 페룰(48)은 용융금속이 용융할 때 발생하는 열과 가스를 방출할 수 있도록 하고, 용접이 진행되는 동안 아크 열을 집중시켜 주고, 용융금속의 산화를 방지하며, 용융금속의 유출을 막아주고, 용착부의 오염을 방지하며, 용접사의 눈을 아크 광선으로부터 보호하는 등의 역할을 한다.

상기 커플러 소켓(50)의 용접이 완료되면, 상기 척(47)에의 가압력을 풀어 상기 스터드 건(41)으로부터 상기 커플러 소켓(50)이 이탈되도록 한다. 척(47)에의 가압력이 줄거나 제거되는 경우에는 끌어올림 스프링(44)이 작용하여 척(47)을 끌어 올리게 되는데, 커플러 소켓(50)이 모재(30)에 용접된 상태이므로 해당 척(47)으로부터 커플러 소켓(50)이 이탈되어진다. 이로써 일련의 커플러 소켓(50) 용접 과정이 종료되며, 이러한 과정의 반복 수행을 통해 2차 절연박스에 대해 커플러 소켓들을 스터드 용접방식으로 용접할 수 있게 된다.

이와 같이 커플러 소켓 용접방식을 스터드 용접으로 변경할 경우, 종래 GTAW(티그) 용접방법에 사용되는 용접장치(Carriage), GTAW(티그) 용접기 및 부수적인 용품( Gas 적치대, 텅스텐 봉, 세라믹 노즐 등등..,)이 필요치 않으며, 용접부의 숍 프라이머도 제거할 필요가 없다. 오직 스터드 용접기와 용접건만 사용된다. 즉, 종래의 GTAW(티그) 용접시 용접에 필요한 부수적인 용품(왕복대(Carriage), 용접기 및 Gas 적치대, 텅스텐 봉, 세라믹 노즐 등)이 불필요하고, 보호가스(불활성가스)도 사용하지 않으며, 20KG정도의 자동 GTAW 용접장치가 불필요하므로 용접사의 피로를 감소시킬 수 있다.

이처럼 본 발명은 종래의 GTAW(티그) 용접시에 필요한 부수 용품들이 필요없고, 용접부위의 숍 프라이머(shop primer)를 제거하지 않고도 적당한 용접품질을 획득할 수 있으며, 조작이 간편한 용접장비를 구현하여 엘엔지선의 생산 공기를 단축시킬 수 있고, 작업자의 피로를 감소시키게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 엘엔지선의 커플러 소켓 스터드 용접 장치는 커플러 소켓(Coupler socket)이 접촉되는 용접부위에 숍 프라이머(Shop Primer)를 제거하지 않고도 용접할 수 있으며, 종래의 GTAW(티그) 용접시 용접에 필요한 부수적인 용품(왕복대(Carriage), 용접기 및 가스 적치대, 텅스텐 봉, 세라믹 노즐 등)이 불필요하고, 보호 가스(불활성 가스)도 사용하지 않아도 되는 효과가 있게 된다.

또한 본 발명은 종래의 용접장치(무게 약 20kg)와는 달리 스터드 건(무게 약 2Kg 이내)을 이용하여 사용하기 때문에 용접사의 피로도를 감소시킬 뿐만 아니라, 엘엔지선 1척당 22,000여 개에 해당하는 커플러 소켓을 스터드 용접으로 시공함으로써 건조공기 및 생산시수(M/H)도 대폭 감소시킬 수 있는 효과도 있다.

따라서 본 발명은 경제적 측면이나 생산적 측면에서 종래의 GTAW(티그) 용접방법보다 훨씬 우월한 효과가 있게 된다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 엘엔지선 카고 탱크에의 용접시 모재(30)와 접촉되는 용접면에서 발열이 용이하도록 하고 용융금속이 원주 전체에 골고루 퍼질 수 있도록 원주상에 배열된 돌기(51)와, 삽입되는 볼트(53)가 용접중 이탈되지 않도록 지지하기 위한 볼트 지지대(52)와, 상기 볼트(53)를 내포하는 원주상에 형성되어, 용접 전원의 인가시 상기 돌기(51)가 용용된 이후에 용용되어져 상기 모재에 용접되어지기 위한 용접부(54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘엔지선의 커플러 소켓을 용접하는 장치에 있어서,

   상기 돌기(51)는 용접부의 원주상에 동일 간격으로 배열되고 동일 높이를 갖는 다수개의 띠형 돌출부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘엔지선의 커플러 소켓을 용접하는 장치.
5. 엘엔지선 카고 탱크에의 용접시 모재(30)와 접촉되는 용접면에서 발열이 용이하도록 하고 용융금속이 원주 전체에 골고루 퍼질 수 있도록 원주상에 배열된 돌기(51)와, 삽입되는 볼트(53)가 용접중 이탈되지 않도록 지지하기 위한 볼트 지지대(52)와, 상기 볼트(53)를 내포하는 원주상에 형성되어, 용접 전원의 인가시 상기 돌기(51)가 용용된 이후에 용용되어져 상기 모재에 용접되어지기 위한 용접부(54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘엔지선의 커플러 소켓을 용접하는 장치에 있어서,

   상기 돌기(51)는 그 연직단부가 삼각형상으로 상기 용접부의 원주상에 돌출되어진 원형 돌출부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘엔지선의 커플러 소켓을 용접하는 장치.
6. 삭제