KR101205010B1 - 후판 적용 2전극 일렉트로 가스 용접 장치 및 이를 이용한 용접 방법 - Google Patents

후판 적용 2전극 일렉트로 가스 용접 장치 및 이를 이용한 용접 방법 Download PDF

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Abstract

일렉트로 가스 용접(Electro Gas Weldgin, EGW) 장치 및 이를 이용한 용접 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2개의 전극이 각각 위빙(Weaving)과 오실레이션(Oscillation)하는 후판 용접에 적합한 일렉트로 가스 용접 장치 및 이를 이용한 용접 방법에 관하여 개시한다.
본 발명은 용접대상물이 되는 모재에 탈부착 설치되는 레일; 상기 레일을 따라 승하강 가능하게 설치되는 용접 캐리지; 상기 용접 캐리지의 일측으로부터 설치되어 용접에 의한 용융금속을 받쳐주는 동담금; 용접 루트부에 배치되며, 전후 위버에 연결되어 전후로 오실레이션(Oscillation) 동작하는 제1 용접토치; 및 용접 표면부에 배치되며, 좌우 위버에 연결되어 좌우로 위빙(Weaving) 동작하는 제2 용접토치;를 포함하는 후판 적용 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치를 제공한다.

Description

후판 적용 2전극 일렉트로 가스 용접 장치 및 이를 이용한 용접 방법{2 POLE ELECTRO GAS WELDING DEVICE FOR THICK PLATE AND WELDING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 일렉트로 가스 용접(Electro Gas Weldgin, EGW) 장치 및 이를 이용한 용접 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2개의 전극이 각각 위빙(Weaving)과 오실레이션(Oscillation)하는 후판 용접에 적합한 일렉트로 가스 용접 장치 및 이를 이용한 용접 방법에 관한 것이다.
일렉트로 가스 용접 장치는 동담금(copper shoe)과 이면재(backing)로 용접부를 막은 후 탄산가스 분위기에서 아크(Arc)를 발생시키고 아크열에 의해 모재와 용접와이어를 용융시켜 접합하는 고효율 자동 용접 장비이다.
본 발명의 목적은 두꺼운 모재를 용접할 수 있도록 2개의 전극을 포함하는 전극 일렉트로 가스 용접 장비를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 표면부와 루트부에 전극이 서로 다른 움직임을 가지도록 하여 용접 품질을 향상시킬 수 있는 일렉트로 가스 용접 장비를 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 용접대상물이 되는 모재에 탈부착 설치되는 레일; 상기 레일을 따라 승하강 가능하게 설치되는 용접 캐리지; 상기 용접 캐리지의 일측으로부터 설치되어 용접에 의한 용융금속을 받쳐주는 동담금; 용접 루트부에 배치되며, 전후 위버에 연결되어 전후로 오실레이션(Oscillation) 동작하는 제1 용접토치; 및 용접 표면부에 배치되며, 좌우 위버에 연결되어 좌우로 위빙(Weaving) 동작하는 제2 용접토치;를 포함하는 후판 적용 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치를 제공한다.
상기 용접토치 주변에 분위기 가스를 공급하는 분위기 가스 공급부를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 분위기 가스 공급부는 상기 동담금으로 연결되면 더욱 바람직하다.
또한, 상기 동담금을 냉각시키는 냉각수 공급장치를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 용접토치와 상기 제2 용접토치에 각각 용접와이어를 공급하는 제1 용접와이어 공급부와 제2 용접와이어 공급부를 더 포함하는 것이 바람직하고,
상기 제1 용접토치와 상기 제 2 용접토치는 각도 조절이 가능하면 더욱 바람직하다.
아울러, 본 발명은 용접대상물인 모재를 서로 맞대기하고 이면재를 부착하여 용접공간을 형성하는 단계; 용접대상물이 되는 모재에 탈부착 설치되는 레일과, 상기 레일을 따라 승하강 가능하게 설치되는 용접 캐리지와, 상기 용접 캐리지의 일측으로부터 설치되어 용접에 의한 용융금속을 받쳐주는 동담금과, 용접 루트부에 배치되며, 전후 위버에 연결되어 전후로 오실레이션 동작하는 제1 용접토치와, 용접 표면부에 배치되며, 좌우 위버에 연결되어 좌우로 위빙 동작하는 제2 용접토치를 포함하는 후판 적용 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치를 설치하는 단계; 및 상기 용접공간에 차폐가스 및 용접와이어를 공급하여 용접하는 단계;를 포함하는 후판 적용 2 전극 일렉트로 가스 용접 방법을 제공한다.
본 발명은 2개의 전극(또는 용접와이어)을 사용함으로써 일렉트로 가스 용접의 용접속도를 향상시키는 효과를 가져온다.
또한, 본 발명은 용탕의 단면 형상에 대응하여 용접 표면부에 배치되는 용접 전극은 좌우로 위빙 동작하도록 하고, 용접 루트부에 배치되는 용접 전극은 전후로 오실레이션 동작하도록 함으로써 용접부의 용착효율을 향상시키는 효과를 가져온다.
도 1은 본 발명에 따른 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치를 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치를 나타낸 개략도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치의 용탕의 형상을 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치를 나타낸 구성도임.
이하에서는, 본 발명에 따른 후판 적용 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치 및 이를 이용한 용접 방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들 및 도면을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치를 나타낸 개략도이다.
도시된 바와 같이, 전극 일렉트로 가스 용접 장치는 모재(10)를 서로 맞대어 놓고 동담금(copper shoe)(110)과 이면재(backing)(12)로 용접부를 막은 후, 탄산가스 분위기에서 아크를 발생시키고 아크열에 의해 모재와 와이어를 용융시켜 접합하는 용접 설비이다.
전극 일렉트로 가스 용접 장치는 용접와이어(전극)의 취급이 용이하며, 용접중 아크 길이의 변화를 자동으로 감지하여 아크의 길이가 일정하도록 용접 캐리지를 수직 상진 방향으로 주행하도록 구성된다.
일반적으로는 1개의 전극을 가지는 일렉트로 가스 용접 장치를 사용하고 있으나, 본 발명은 50mm 이상의 후판(厚板) 용접에 적용하기 위한 것으로 2개의 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
다시 도 1을 참조하면, 동담금(110)의 하부에 용접비드(15)가 표시되어 있다. 용접비드(15)는 동담금(110)에 의하여 냉각된 후 동담금(110)이 상승함에 따라 동담금(110)의 하부로 노출된다.
이면재(12)는 탈부착 가능하게 형성되어, 용접이 완료된 후 제거될 수 있고, 영구적으로 부착된 상태를 유지할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치를 나타낸 개략도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치의 용탕의 형상을 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 2를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 일렉트로 가스 용접 장치는 용접대상물이 되는 모재에 탈부착 설치되는 레일(102)과, 상기 레일(102)을 따라 승하강 가능하게 설치되는 용접 캐리지(100)와, 상기 용접 캐리지(100)의 일측으로부터 설치되어 용접에 의한 용융금속을 받쳐주는 동담금(110)과, 용접 루트부에 배치되며, 전후 위버(125)에 연결되어 전후로 오실레이션 동작하는 제1 용접토치(120)와, 용접 표면부에 배치되며, 좌우 위버(135)에 연결되어 좌우로 위빙 동작하는 제2 용접토치(130)를 포함한다.
전후 위버(125)는 용접이 진행됨에 따라 상기 제1 용접토치(120)를 전후 방향으로 왕복 운동시키게 되고,
좌우 위버(135)는 용접이 진행됨에 따라 상기 제2 용접토치(130)를 좌우 방향으로 왕복 운동시킨다.
전후 위버(125)와 좌우 위버(135)의 왕복 운동 거리나 속도 등은 조절 가능하게 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로 도 3을 참조하면, 모재(10)의 서로 맞닿는 부위는 경사지게 형성되어 있어서, 용탕의 수평 단면은 대략 부채꼴 형상(또는 역삼각형)을 가진다.
이 때, 좁은 면을 가지는 이면재(12)측 부분이 용접 루트부가되고, 상대적으로 넓은 면을 가지는 동담금(110)측이 용접 표면부가 된다.
본 발명에 따른 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치는 2개의 전극을 구비하여, 그 중 하나는 용접 표면부에 배치하고, 나머지 하나는 용접 루트부에 배치하되, 용접 표면부에 배치되는 전극(또는 용접와이어,130a)은 좌우로 위빙 동작하도록 하고, 용접 루트부에 배치되는 전극(또는 용접와이어, 120a)은 전후로 오실레이션 동작하도록 함으로써 각 부위의 용착효율을 높여주는 것을 특징으로 한다.
즉, 부채꼴 형태의 용탕의 단면 형상에 맞게 2개의 전극을 각각 좌우로 위빙 동작하게하거나, 전후로 오실레이션 동작하게함으로써 전체적인 용착 효율을 향상시키고 우수한 용접 품질을 확보할 수 있도록 하는 것이다.
미설명한 도면부호 150은 조작반을 나타낸 것으로, 조작반을 통해서 용접 용접 캐리지의 각종 용접 조건을 조작할 수 있다.
그리고, 각각의 용접 토치(120, 130)는 용탕면에 대하여 수직 방향으로 형성되는 것이 바람직한데, 이는 모재의 형상과도 관련이 되는 것이므로, 용접 토치(120, 130)의 각도가 조절가능하게 형성되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치를 나타낸 구성도이다.
도시된 바와 같이, 일렉트로 가스 용접 장치는 용접 공간에 차폐가스를 공급하기 위한 가스 공급부(112)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 가스 공급부(112)는 분위기 가스로 탄산 가스(CO2)를 사용하며, 이 때 분위기 가스는 동담금(110)측으로 공급되는 것이 바람직하다.
동담금(110)은 상방향으로 용접이 진행되며 함께 상승하기 때문에 동담금(110)으로 분위기 가스를 공급함으로써 아크가 발생하는 용접 공간에 일정하게 분위기 가스가 공급되도록 할 수 있다.
동담금(110)은 용탕을 냉각하여 경화시키는 역할도 수행한다. 이를 위해서 동담금(110)은 수냉식으로 냉각되는 것이 바람직하다. 도시된 실시예의 경우 냉각수 공급장치(114)가 동담금(110)에 연결되어 냉각수를 동담금(110)으로 순환시키는 방식으로 냉각을 수행한다.
제1 용접토치(120)와 제2 용접토치(130)는 연속적으로 용접와이어를 공급받아야 하는 것으로, 도시된 바와 같이 각각 제1 용접와이어 공급부(122)와 제2 용접와이어 공급부(132)에 연결되어 있다.
제1, 제2 용접와이어 공급부(122, 132)는 용접와이어를 연속적으로 공급하게 되는데, 공급되는 용접와이어는 용접토치(120 또는 130)의 오실레이션 동작 또는 위빙 동작에 따라 용탕 내에서 이송된다.
제1 용접와이어(도 3의 120a)는 용접 루트부에서 전후 방향으로 왕복 이송되며, 제2 용접와이어(도 3의 130a)는 용접 표면부에서 좌우 방향으로 왕복 이송된다.
즉 2 개의 용접와이어를 용접부 형상에 맞게 전후 방향 및 좌우 방향으로 이송시킴으로써 1개의 용접와이어를 사용하는 것보다 용접 속도를 향상시킬 수 있으며, 용접 루트부와 용접 표면부의 용착 효율을 모두 확보할 수 있게 된다. 따라서, 용접 품질을 향상시키고 결함을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한 용접 캐리지(100)에는 각각의 용접 토치(120, 130)에 전원을 공급하기 위한 제1, 제2 용접전원공급부(124, 134)가 연결된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 모재
12 : 이면재(backing)
15 : 용접비드
100 : 용접 캐리지
102 : 레일
110 : 동담금(copper shoe)
120 : 제1 용접토치
130 : 제2 용접토치
150 : 조작반

Claims (9)

  1. 용접대상물이 되는 모재에 탈부착 설치되는 레일과, 상기 레일을 따라 승하강 가능하게 설치되며, 아크 길이의 변화를 자동으로 감지하여 상기 아크 길이가 일정하도록 하는 용접 캐리지와, 상기 용접 캐리지의 일측으로부터 설치되어 용접에 의한 용융금속을 받쳐주는 동담금과, 용접 루트부에 배치되며, 왕복 운동 거리나 속도 조절 가능하게 형성되는 전후 위버에 연결되어, 용접이 진행됨에 따라 전후로 오실레이션(Oscillation) 동작하는 제1 용접토치 및, 용접 표면부에 배치되며, 왕복 운동 거리나 속도 조절 가능하게 형성되는 좌우 위버에 연결되어, 용접이 진행됨에 따라 좌우로 위빙(Weaving) 동작하는 제2 용접토치를 포함하며,
    상기 제1 용접토치와 상기 제2 용접토치에 각각 용접와이어를 공급하는 제1 용접와이어 공급부와 제2 용접와이어 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후판 적용 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접토치 주변에 분위기 가스를 공급하는 분위기 가스 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후판 적용 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 분위기 가스 공급부는 상기 동담금으로 연결되는 것을 특징으로 하는 후판 적용 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 동담금을 냉각시키는 냉각수 공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후판 적용 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 분위기 가스는 탄산 가스(CO2)인 것을 특징으로 하는 후판 적용 2전극 일렉트로 가스 용접 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 용접토치와 상기 제 2 용접토치는 각도 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 후판 적용 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치.
  8. 용접대상물인 모재를 서로 맞대기하고 이면재를 부착하여 용접공간을 형성하는 단계;
    용접대상물이 되는 모재에 탈부착 설치되는 레일과, 상기 레일을 따라 승하강 가능하게 설치되며, 아크 길이의 변화를 자동으로 감지하여 상기 아크 길이가 일정하도록 하는 용접 캐리지와, 상기 용접 캐리지의 일측으로부터 설치되어 용접에 의한 용융금속을 받쳐주는 동담금과, 용접 루트부에 배치되며, 왕복 운동 거리나 속도 조절 가능하게 형성되는 전후 위버에 연결되어, 용접이 진행됨에 따라 전후로 오실레이션 동작하는 제1 용접토치와, 용접 표면부에 배치되며, 왕복 운동 거리나 속도 조절 가능하게 형성되는 좌우 위버에 연결되어, 용접이 진행됨에 따라 좌우로 위빙 동작하는 제2 용접토치를 포함하는 후판 적용 2 전극 일렉트로 가스 용접 장치를 설치하는 단계; 및
    상기 용접공간에 차폐가스 및 용접와이어를 공급하여 용접하는 단계;를 포함하는 후판 적용 2 전극 일렉트로 가스 용접 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 차폐가스는 상기 동담금에 공급되며, 상기 동담금은 수냉되는 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 용접 방법.
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