KR100567599B1 - Welding method for preventing deformation of welding plate and welding apparatus used to perform such welding method - Google Patents

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Abstract

이 발명은 맞대기용접시에 용접열에 의한 용접판의 열변형을 기계적 방법이 아닌 열적 방법으로 해결하기 위한 것이다. 이 발명에 따르면, 용접판(21, 22)의 중심과 용접되지 않는 외곽의 사이에서 용접위치보다 약간 선행하는 위치를 보조토치(35, 36)를 이용하여 가열하는 단계를 포함하는 용접방법이 제공된다. 상기 용접방법은 용접부위의 개선간격을 감시하여 기준치에 대한 오차를 계산하는 단계 및, 오차를 상쇄시키는 방향으로 용접판의 폭선을 따라 보조토치의 가열위치를 이동시키는 단계를 부가적으로 포함한다. 또한, 이 발명에 따르면, 위와 같은 용접을 수행하기 위한 것으로서, 용접선을 따라 이동하면서 용접을 행하는 용접토치 및, 용접판(21, 22)의 중심과 용접되지 않는 외곽의 사이에서 용접위치보다 약간 선행하는 위치를 가열하는 2개 이상의 보조토치(35, 36)를 포함하는 용접장치(30)가 제공된다. 상기 용접장치(30)는 용접부위의 양단의 개선간격의 변화를 실시간적으로 감지하는 2개의 간격감지센서(38, 39) 및, 감지된 개선간격의 변화를 상쇄시키는 방향으로 용접판의 폭선을 따라 보조토치(35, 36)의 가열위치를 이동시키는 보조토치구동부(33, 34)를 부가적으로 포함한다.The present invention is to solve the thermal deformation of the weld plate by the heat of welding during the butt welding by a thermal method, not a mechanical method. According to the present invention, there is provided a welding method comprising the step of heating by using the auxiliary torch (35, 36) a position slightly preceding the welding position between the center of the welding plate (21, 22) and the non-welded outline. do. The welding method additionally includes monitoring an improvement interval of the welded portion, calculating an error with respect to the reference value, and moving the heating position of the auxiliary torch along the width line of the welding plate in a direction for canceling the error. Further, according to the present invention, the above-mentioned welding, which is to perform the above welding, slightly ahead of the welding position between the welding torch to perform welding while moving along the weld line, and the center of the welding plate (21, 22) and the outer edge of the welding zone There is provided a welding device 30 comprising at least two auxiliary torches 35, 36 for heating a position. The welding device 30 includes two gap detection sensors 38 and 39 for detecting a change in the improvement intervals at both ends of the welding part in real time, and a width line of the welding plate in a direction to cancel the change in the detected improvement intervals. In addition, the auxiliary torch driving unit 33, 34 for moving the heating position of the auxiliary torch (35, 36) is additionally included.

Description

용접판의 변형을 방지하는 용접방법 및 그러한 용접방법을 수행하기 위해 이용되는 용접장치Welding method for preventing deformation of welding plate and welding apparatus used to perform such welding method

이 발명은 평판의 맞대기용접방법에 관한 것이며, 특히, 용접열에 의한 용접판의 열변형을 기계적 방법이 아닌 열적 방법으로 해결하는 맞대기용접방법에 관한 것이다. 또한, 이 발명은 위와 같은 맞대기용접을 수행하기 위한 용접장치에 관한 것이기도 하다.The present invention relates to a butt welding method for a flat plate, and more particularly, to a butt welding method for solving thermal deformation of a welding plate due to welding heat by a thermal method rather than a mechanical method. In addition, the present invention also relates to a welding apparatus for performing the above butt welding.

평판을 맞대기 용접할 때에 용접부위 근처의 온도는 다른 부분의 온도에 비해 현저하게 높다. 이러한 온도차로 인하여 부분적으로 상이한 양의 열팽창이 발생하며, 그에 따라, 도 1에 보이듯이, 용접판(11, 12)에서 화살표 A로 표시된 방향으로 용접이 진행됨에 따라 용접부위의 간격이 화살표 B로 표시된 바와 같이 벌어지는 열변형을 하게 된다.When butt welding the plate, the temperature near the weld is significantly higher than the temperature of other parts. Due to this temperature difference, a partially different amount of thermal expansion occurs, and as a result, as shown in FIG. 1, as the welding progresses in the direction indicated by the arrow A in the welding plates 11 and 12, the spacing between the weld portions is indicated by the arrow B. FIG. There is a thermal deformation that occurs as indicated.

이러한 열변형은 용접개선간격의 변화를 초래하여 용접작업을 방해하기 때문에, 평판을 맞대기 용접하는 경우 열변형에 의한 개선간격의 변화가 일어나지 않도록 본용접을 수행하기 전에 도 2에 보이듯이 가용접(13, 14)을 실시하고 있다.Since the thermal deformation causes a change in the welding improvement interval and interferes with the welding operation, the welding process is performed as shown in FIG. 2 before performing main welding so that the improvement interval due to the thermal deformation does not occur when the plate is butt-welded. 13, 14).

그러나, 이러한 가용접은 기계적 방법에 의해 열변형을 구속하기 때문에 가용접부에 또 다른 응력집중이 생길 뿐만 아니라, 본용접시에 가용접부로 인해 용접결함이 발생하게 된다. 또한, 가용접부의 제거를 위해 또다른 추가작업공수가 필요하기 때문에 용접비용을 상승시키고 용접품질을 저하시키는 요인이 된다.However, such tack welding constrains heat deformation by a mechanical method, so that not only another stress concentration occurs in the tack weld, but also a weld defect occurs due to the tack weld during the main welding. In addition, since additional work is required to remove the welded portion, it is a factor that increases the welding cost and lowers the welding quality.

이 발명은 위에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 용접비용상승과 용접품질저하의 원인이 되는 가용접을 생략하면서도 용접열변형, 즉, 용접개선간격의 변화를 억제하여, 가용접의 단점인 비용상승과 품질저하를 극복하는 데 있다.The present invention is to solve the problems described above, while suppressing the welding heat deformation, that is, the change in the welding improvement interval, while omitting the welding that causes the increase in welding cost and welding quality, To overcome the deterioration of quality

또한, 이 발명은 용접열에 의한 열변형을 가용접이라고 하는 기계적 방법이 아닌 열적 방법으로 해결하려는 것이다.In addition, the present invention is intended to solve the thermal deformation caused by welding heat by a thermal method rather than a mechanical method called tack welding.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 이 발명에 따르면, 맞대기용접시에 기계적 방법이 아닌 열적 방법에 의해 용접부위의 개선간격을 일정하게 유지할 수 있는 용접방법이 제공된다. 이 용접방법은 용접판의 중심과 용접되지 않는 외곽의 사이에서 용접위치보다 약간 선행하는 위치를 보조토치를 이용하여 가열하는 단계를 포함한다.According to the present invention for solving the above technical problem, there is provided a welding method that can maintain a constant interval of improvement of the welded portion by a thermal method rather than a mechanical method during butt welding. The welding method includes a step of heating, using an auxiliary torch, a position slightly preceding the welding position between the center of the welding plate and the outside of the non-welded edge.

또한, 용접부위의 개선간격을 감시하여 기준치에 대한 오차를 계산하는 단계 및, 오차를 상쇄시키는 방향으로 용접판의 폭선을 따라 보조토치의 가열위치를 이동시키는 단계를 부가적으로 포함하는 것이 양호하다.In addition, it is preferable to additionally include monitoring the improvement interval of the welded area to calculate an error with respect to the reference value, and moving the heating position of the auxiliary torch along the width line of the welding plate in a direction to cancel the error. .

한편, 이 발명에 따르면, 용접선을 따라 이동하면서 용접을 행하는 용접토치와, 용접판의 중심과 용접되지 않는 외곽의 사이에서 용접위치보다 약간 선행하는 위치를 가열하는 2개 이상의 보조토치를 포함함으로써, 용접부위의 개선간격을 일정하게 유지하면서 맞대기용접을 수행할 수 있는 용접장치가 제공된다.On the other hand, according to the present invention, by including a welding torch for welding while moving along the welding line, and two or more auxiliary torch heating the position slightly preceding the welding position between the center of the welding plate and the outside of the non-welded edge, Provided is a welding apparatus capable of performing butt welding while maintaining a constant gap between welds.

상기 용접장치는 용접부위의 양단의 개선간격의 변화를 실시간적으로 감지하는 2개의 간격감지센서 및, 감지된 개선간격의 변화를 상쇄시키는 방향으로 용접판의 폭선을 따라 보조토치의 가열위치를 이동시키는 보조토치구동부를 포함하는 것이 양호하다.The welding apparatus includes two interval sensors for detecting a change in the improvement interval of both ends of the welding part in real time, and a heating position of the auxiliary torch along the width of the welding plate in a direction to cancel the change in the detected improvement interval. It is preferable to include an auxiliary torch driving unit.

이 발명의 상기 및 기타의 특성과 장점은 아래의 양호한 실시예에 대한 설명에 의해 좀더 명료해질 것이다.These and other features and advantages of this invention will become more apparent from the following description of the preferred embodiments.

[발명의 양호한 실시예에 대한 설명][Description of Preferred Embodiment of the Invention]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명에 따른 용접판의 변형을 방지하는 용접방법 및 그러한 용접방법을 수행하기 위해 이용되는 용접장치의 양호한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of a welding method for preventing deformation of the welding plate according to the present invention and a welding apparatus used to perform such a welding method.

도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 용접판의 변형을 방지하는 용접방법을 설명하기 위한 도면이며, 용접시에 용접판을 가열하는 위치를 도시하고 있다. 도 4는 이 발명에 다른 용접방법을 수행하기 위해 이용되는 용접장치를 개략적으로 도시한 것이다. 용접은 도 3의 화살표 A로 표시된 방향으로 진행되며, 이 때, 용접판(21, 22)의 중심(23, 24)과 용접되지 않는 외곽의 사이에서 용접위치보다 약간 선행하는 위치(25, 26)를 보조토치(35, 36)를 이용하여 가열한다.3 is a view for explaining a welding method for preventing deformation of the welding plate according to an embodiment of the present invention, and shows a position for heating the welding plate during welding. Figure 4 schematically shows a welding apparatus used to carry out another welding method in this invention. The welding proceeds in the direction indicated by arrow A in FIG. 3, wherein the positions 25, 26 slightly preceding the welding position between the centers 23, 24 of the weld plates 21, 22 and the outer edges of the weld zone. ) Is heated using the auxiliary torch (35, 36).

이러한 가열은 용접판을 도 3의 화살표 C로 표시된 방향으로 열변형시킨다. 즉, 보조토치(35, 36)에 의한 가열에 따른 화살표 C로 표시된 방향으로의 열변형력은 용접토치(31)에 의한 가열에 따른 화살표 B로 표시된 방향으로의 열변형력을 상쇄함으로써, 용접부위의 개선간격을 항상 일정하게 유지하게 한다.This heating thermally deforms the weld plate in the direction indicated by arrow C in FIG. 3. That is, the heat deformation force in the direction indicated by the arrow C according to the heating by the auxiliary torch 35, 36 cancels the heat deformation force in the direction indicated by the arrow B according to the heating by the welding torch 31, thereby Keep the interval between improvements always constant.

그런데, 용접열에 의한 열변형량은 용접이 진행됨에 따라 변화하기 때문에 이에 대응하는 보조토치(35, 36)의 가열에 의한 열변형량도 변화해야 한다.However, since the heat deformation due to the welding heat changes as the welding proceeds, the heat deformation due to the heating of the auxiliary torches 35 and 36 corresponding thereto should also be changed.

이 실시예에서는 이러한 보조토치(35, 36)의 가열에 의한 열변형량의 변화를 보조토치(35, 36)의 가열위치를 변화시킴으로써 실현한다. 즉, 보조토치(35, 36)에 의한 가열의 열량이 일정하더라도, 가열위치를 용접부위로부터 외곽 쪽으로 이동시키면, 용접판(21, 22)의 중심(23, 24)으로부터의 거리가 변화함으로써, 용접판(21, 22)에 작용하는 굽힘모멘트가 변화하고, 그럼으로써, 열변형량도 변화한다.In this embodiment, the change in the amount of heat deformation caused by the heating of the auxiliary torches 35 and 36 is realized by changing the heating positions of the auxiliary torches 35 and 36. That is, even if the amount of heat of heating by the auxiliary torches 35 and 36 is constant, when the heating position is moved from the welding portion to the outer side, the distance from the centers 23 and 24 of the welding plates 21 and 22 is changed, The bending moments acting on the welding plates 21 and 22 change, whereby the amount of heat deformation also changes.

이 실시예에서는 보조토치(35, 36)에 의한 가열위치의 제어를 개선간격의 변화를 실시간적으로 감지하면서 그러한 변화를 상쇄하는 방향으로 보조토치(35, 36)의 위치를 변화시키는 방법으로 행한다.In this embodiment, the control of the heating position by the auxiliary torches 35 and 36 is performed in a manner of changing the positions of the auxiliary torches 35 and 36 in a direction to cancel such a change while detecting a change in the improvement interval in real time. .

이러한 제어를 위해 용접장치(30)는 도 4에 보이듯이 용접부위의 양단부에 하나씩 배치되는 2개의 간격감지센서(38, 39)를 구비한다. 이러한 간격감지센서(38, 39)는, 도 5에 보이듯이, 탄성강판으로 된 'U'자형 가변부재(41)와, 상기 가변부재(41)의 양단에 제공되어 가변부재(41)의 양단부를 용접판(21, 22)에 부착시키는 역할을 하는 자석(42, 43) 및, 상기 가변부재의 변형량을 측정하는 변형측정기(44)로 구성된다.For this control, the welding apparatus 30 includes two gap detecting sensors 38 and 39 disposed one by one at both ends of the welding portion as shown in FIG. 4. 5, the gap detecting sensors 38 and 39 are provided at both ends of the U-shaped variable member 41 made of elastic steel and the variable member 41, and are provided at both ends of the variable member 41. As shown in FIG. Magnets 42 and 43 which serve to attach the welding plates 21 and 22 to the welding plates 21 and 22, and a strain gauge 44 for measuring the deformation amount of the variable member.

각각의 간격감지센서(38, 39)의 변형측정기(44)에 의한 측정신호는 제어기(37)로 보내지며, 제어기(37)는 두 개의 간격감지센서(38, 39)로부터의 신호를 비교하여 보조토치(35, 36)의 이동량을 계산하고, 보조토치구동부(33, 34)를 통해 보조토치(35, 36)를 이동시킨다.The measurement signal by the strain gauge 44 of each gap detection sensor 38, 39 is sent to the controller 37, which compares the signals from the two gap detection sensors 38, 39. The amount of movement of the auxiliary torches 35 and 36 is calculated, and the auxiliary torches 35 and 36 are moved through the auxiliary torch driving units 33 and 34.

위에서 양호한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the invention has been described above based on the preferred embodiments thereof, these embodiments are intended to illustrate rather than limit the invention. It will be apparent to those skilled in the art that various changes, modifications, or adjustments to the above embodiments can be made without departing from the spirit of the invention. Therefore, the protection scope of the present invention will be limited only by the appended claims, and should be construed as including all such changes, modifications or adjustments.

이 발명은 평판의 맞대기용접중 개선간격의 변화를 가용접에 의존하지 않고 가스토치에 의하여 제어하는 새로운 용접변형제어방식을 제공한다. 이 발명에 의하면, 가용접에 필요한 비용이 절감될 뿐만 아니라, 가용접으로 인한 용접결함의 발생가능성을 원척적으로 배제하여 결함보수비용을 줄임으로써 용접비용을 감소시킬 수 있다.The present invention provides a novel welding deformation control method of controlling the change of the improvement interval during butt welding of a flat plate by gas stove without depending on the available welding. According to the present invention, not only the cost required for tack welding is reduced, but also the welding cost can be reduced by reducing the cost of repairing defects by essentially eliminating the possibility of welding defects due to tack welding.

도 1 - 종래의 맞대기용접에서의 용접판의 열변형상태를 도시한 용접판의 평면도1-a plan view of a welding plate showing the heat deformation state of the welding plate in the conventional butt welding

도 2 - 종래의 맞대기용접에서 개선간격의 변화를 방지하기 위해 행한 가용접상태를 도시한 용접판의 평면도FIG. 2-a plan view of a weld plate showing a usable welding state performed to prevent a change in improvement interval in a conventional butt weld

도 3 - 이 발명의 한 실시예에 따른 맞대기용접시의 용접판의 열변형방지의 개념을 설명하기 위한 용접판의 평면도3-a plan view of a welded plate for explaining the concept of the thermal deformation prevention of the welded plate in the butt welding according to an embodiment of the present invention

도 4 - 도 3에 도시된 바와 같은 용접판의 열변형방지를 행하면서 맞대기용접을 수행하기 위한 용접장치의 개략적 사시도4 to 3 are schematic perspective views of a welding apparatus for performing butt welding while preventing thermal deformation of the welding plate as shown in FIGS.

도 5 - 도 4에 도시된 용접장치의 간격감지센서의 상세사시도5-4 is a perspective view of the gap sensor of the welding device shown in FIG.

Claims (2)

맞대기용접시에 용접부위의 개선간격을 일정하게 유지하기 위한 용접방법에 있어서,In the welding method for maintaining a constant interval of improvement of the welded portion during butt welding, 용접판의 중심과 용접되지 않는 외곽의 사이에서 용접위치보다 약간 선행하는 위치를 보조토치로 가열하는 단계, 용접부위의 개선간격을 감시하여 기준치에 대한 오차를 계산하는 단계, 및 상기 오차를 상쇄시킬 수 있도록 상기 보조토치를 용접판의 폭선 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접방법.Heating a position slightly preceding the welding position with the auxiliary torch between the center of the welding plate and the non-welded edge, monitoring the improvement interval of the welding portion, calculating an error with respect to the reference value, and offsetting the error. And moving the auxiliary torch in the width direction of the welding plate so that the auxiliary torch is moved. 2장의 용접판을 맞대기용접하는 용접장치에 있어서,In the welding apparatus for butt welding two welding plates, 상기 용접판이 맞대어지는 용접선을 따라 이동하며 용접하는 용접토치, 상기 용접토치의 양 측면의 전방에 위치하여 상기 용접판을 가열하는 2개 이상의 보조토치, 상기 용접판의 양단에 각각 설치되어 용접부위의 개선간격의 변화를 실시간으로 감지하는 2개의 간격감지센서, 상기 보조토치를 상기 용접판의 용접선 및 상기 용접판의 폭선 방향으로 이동시키는 보조토치구동부, 및 상기 간격감지센서에서 감지되는 개선간격에 따라 상기 보조토치의 이동량을 계산하고 이를 토대로 상기 보조토치구동부를 동작시키는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접장치.A welding torch for moving and welding along the welding line to which the welding plate is to be joined, two or more auxiliary torchs located at both sides of the welding torch to heat the welding plate, and installed at both ends of the welding plate, respectively. In accordance with the two interval detection sensor for detecting a change in the improvement interval in real time, the auxiliary torch driving unit for moving the auxiliary torch in the direction of the welding line of the welding plate and the width of the welding plate, and the improvement interval detected by the gap detection sensor And a controller for calculating a movement amount of the auxiliary torch and operating the auxiliary torch driving unit based on the movement amount of the auxiliary torch.
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