KR101214476B1 - 수평 맞대기 용접용 동당금 - Google Patents

수평 맞대기 용접용 동당금 Download PDF

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KR101214476B1 KR1020110070331A KR20110070331A KR101214476B1 KR 101214476 B1 KR101214476 B1 KR 101214476B1 KR 1020110070331 A KR1020110070331 A KR 1020110070331A KR 20110070331 A KR20110070331 A KR 20110070331A KR 101214476 B1 KR101214476 B1 KR 101214476B1
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Abstract

자동 멀티 패스 용접을 가능케 하여 용접 품질 및 작업 속도를 향상시키도록 구현된 수평 맞대기 용접용 동당금이 개시된다. 수평 맞대기 용접용 동당금은 수평 맞대기 용접을 위한 것으로서, 중력에 의한 융액의 선행을 방지하도록 푸시 가스를 공급하여 상기 융액의 하부를 밀어내는 제1 푸시 가스 공급부를 구비한다. 따라서, 푸시 가스로 융액을 밀어 입열의 증가시에도 융액이 선행하지 않도록 함으로써 대입열의 용접이 가능하며, 이로 인해 캐리지를 이용한 자동용접으로 2 ~ 3 패스만에 용접을 완료하여 용접 결함이 방지되고 용접 품질이 향상되며 작업 시간을 획기적으로 단축할 수 있을 뿐 아니라 작업자의 근골격계 질환을 예방할 수 있다.

Description

수평 맞대기 용접용 동당금{THE COPPER SHOE FOR HORIZONTAL BUTT WELDING}
본 발명은 수평 맞대기 용접용 동당금에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용접 중 실드 가스를 이용하여 융액을 밀어 중력에 의한 융액의 선행을 방지함으로써, 무결함, 대용착 용접이 가능하도록 구현된 후판 수평 맞대기 용접용 동당금에 관한 것이다.
일반적으로, 선박의 건조 시 다양한 형태의 소부재들이 소조, 중조, 대조 과정을 거쳐 하나의 대형 블록으로 만들어지고, 이 대형 블록들은 P.E 장이나 도크에서 용접되어 한 척의 선박으로 완성된다. 이 경우, 수직 또는 수평 방향으로의 다수의 용접심이 형성되게 된다.
수직 맞대기 용접의 경우에는 일렉트로 가스 용접(Electro Gas Welding)이 일반화되어 널리 사용되며, 이 방법은 1 패스(Pass) 용접이 가능하다. 반면에, 수평 맞대기 용접의 경우에는 융액의 선행 때문에 플럭스 코어드 아크 용접(Flux Cored Arc Welding)이 사용되며, 저입열에서 수동으로 멀티 패스 용접을 하고 수행하고 있는 실정이다.
도 1은 일반적인 선박의 대형 블록의 수평 맞대기 용접심을 도시한 사시도이고, 도 2는 종래의 수평 맞대기 용접부를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 선박의 대형 블록(900)들에는 다수의 용접심(910)이 형성되며, 모재(920)의 취부 용접부(930)에는 10 패스 이상의 수동 용접부(940)가 형성되는 방식으로 용접이 이루어진다.
하지만, 종래의 수평 맞대기 용접 방법은 10 패스 이상의 수동 멀티 패스 방식으로 용접이 수행되고 작업자의 숙련도에 따라 용접 품질이 결정되므로, 균일한 용접 품질을 얻을 수 없었고 작업 속도가 현저히 저하되며 작업자에게 각종 근골격계 질환을 일으키는 문제점이 있었다.
(특허문헌 1) KR 10-2009-0128796(A) 2009.12.16
(특허문헌 2) KR 20-2010-0003303(U) 2010.03.25
(특허문헌 3) KR 10-0605669(B1) 2006.07.20
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 자동 멀티 패스 용접을 가능케 하여 용접 품질 및 작업 속도를 향상시키도록 구현된 수평 맞대기 용접용 동당금을 제공한다.
본 발명에 따른 수평 맞대기 용접용 동당금은 수평 맞대기 용접을 위한 것으로서, 중력에 의한 융액의 선행을 방지하도록 푸시 가스를 공급하여 상기 융액의 하부를 밀어내는 제1 푸시 가스 공급부를 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 수평 맞대기 용접용 동당금은 중력에 의한 융액의 선행을 방지하도록 푸시 가스를 공급하여 상기 융액의 상부를 밀어내는 제2 푸시 가스 공급부를 더 구비한다.
이 경우, 상기 제1 푸시 가스 공급부는 사이드에 배치되고, 상기 제2 푸시 가스 공급부는 센터에 배치된다.
또한, 상기 제1 푸시 가스 공급부는 실드 가스 공급관에 연결되어 용접부를 실드하는 가스 하우징의 일 측면에 형성되는 사이드 푸시 가스 홀 및 상기 사이드 푸시 가스 홀이 형성된 상기 가스 하우징의 일 측면에 결합되어 푸시 가스를 공급하는 사이드 푸시 가스 어댑터를 포함한다.
이 경우, 상기 사이드 푸시 가스 어댑터에는 상기 사이드 푸시 가스 홀과 대향되는 면에 어댑터 홀이 형성되고, 상기 사이드 푸시 가스 어댑터는 상기 어댑터 홀이 상기 사이드 푸시 가스 홀에 대해 일정 각도를 갖도록 상기 가스 하우징에 대해 상하 방향으로 일정 각도 경사지게 결합된다.
또한, 상기 제2 푸시 가스 공급부는 상기 제1 푸시 가스 공급부에서 공급되는 푸시 가스와 구획되기 위한 센터 푸시 가스 가이드 부재 및 상기 센터 푸시 가스 가이드 부재에 의해 형성되는 공간으로 상기 푸시 가스를 확산 공급하는 센터 푸시 가스 노즐을 포함한다.
이 경우, 상기 센터 푸시 가스 가이드 부재는 실드 가스 공급관에 연결되어 용접부를 실드하는 가스 하우징에 대해 좌우 방향으로 일정 각도 경사지게 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 수평 맞대기 용접용 동당금은 하부 모재와 접촉되는 것으로 아크 열에 의해 용융되어 손실되지 않고 상기 하부 모재와 용접되어 슬라이딩 되지 않는 현상을 방지하기 위해 일정 두께와 면적을 갖는 하부 모재 접촉부 및 상부 모재와 접촉되는 것으로 상기 상부 모재와 이격되어 용접부가 대기중에 노출됨으로써 상기 용접부에 기공이 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 상부 모재에 대해 슬라이딩 가능하게 접촉되는 상부 모재 접촉부를 더 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 수평 맞대기 용접용 동당금은 용접 비드와 접하는 것으로 슬래그의 원활한 배출을 위해 비드 형성부보다 후방으로 갈수록 폭 및 깊이가 점차 커지게 형성되는 슬래그 배출부를 더 구비한다.
본 발명에 따른 수평 맞대기 용접용 동당금은 푸시 가스로 융액을 밀어 입열의 증가시에도 융액이 선행하지 않도록 함으로써 대입열의 용접이 가능하며, 이로 인해 캐리지를 이용한 자동용접으로 2 ~ 3 패스만에 용접을 완료하여 용접 결함이 방지되고 용접 품질이 향상되며 작업 시간을 획기적으로 단축할 수 있을 뿐 아니라 작업자의 근골격계 질환을 예방할 수 있는 매우 유용한 발명이다.
도 1은 일반적인 선박의 대형 블록의 수평 맞대기 용접심을 도시한 사시도이고,
도 2는 종래의 수평 맞대기 용접부를 도시한 단면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동당금에서 사이드 푸시 가스 어댑터가 미장착된 상태를 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동당금의 정면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사이드 푸시 가스 어댑터의 측면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동당금의 작동 예를 도시한 사시도이며,
도 7은 도 6의 측면도이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동당금에서 사이드 푸시 가스 어댑터가 미장착된 상태를 도시한 사시도이며,
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동당금의 정면도이고,
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동당금의 내부를 도시한 평면도이며,
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동당금의 배면도이고,
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동당금의 작동 예를 도시한 사시도이며,
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동당금의 작동에 의한 용접부의 단면도이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 수평 맞대기 용접용 동당금의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동당금에서 사이드 푸시 가스 어댑터가 미장착된 상태를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동당금의 정면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사이드 푸시 가스 어댑터의 측면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동당금의 작동 예를 도시한 사시도이며, 도 7은 도 6의 측면도이다.
도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 용접용 동당금(1)은 제1 푸시 가스 공급부를 구비한다. 상기 제1 푸시 가스 공급부는 푸시 가스를 공급하여 상기 융액의 하부를 밀어냄으로써, 중력에 의한 융액의 선행을 방지한다. 즉, 제1 푸시 가스 공급부는 푸시 가스에 의한 공기의 혼입 및 융액의 과도한 밀림에 의한 기공이 발생하지 않도록 하기 위해 도시된 푸시 가스 영향부(96)에서 융액의 하단부를 일정한 압력과 면적으로 미는 작용을 수행하게 된다.
이 경우, 수평 맞대기 용접용 동당금(1)은 가스 하우징(50)을 구비하고 있다. 가스 하우징(50)에는 실드 가스 공급관(51)이 연결되며, 가스 하우징(50)은 용접 시 충분한 유량 및 압력으로 모재(90)의 용접부(95)를 실드하여 푸시 가스에 의한 공기의 혼입시에도 용접부(95)의 기공 발생을 억제할 수 있도록 일정한 높이와 폭을 갖는다.
아울러, 상기 제1 푸시 가스 공급부는 사이드 푸시 가스 홀(55) 및 사이드 푸시 가스 어댑터(10)를 포함한다.
사이드 푸시 가스 홀(55)은 상기 가스 하우징(50)의 일 측면에 형성되며, 사이드 푸시 가스 어댑터(10)는 상기 사이드 푸시 가스 홀(55)이 형성된 상기 가스 하우징(50)의 일 측면에 결합되어 푸시 가스를 공급한다.
이와 동시에, 상기 사이드 푸시 가스 어댑터(10)에는 상기 사이드 푸시 가스 홀(55)과 대향되는 면에 어댑터 홀(15)이 형성되고, 상기 사이드 푸시 가스 어댑터(10)는 상기 어댑터 홀(15)이 상기 사이드 푸시 가스 홀(55)에 대해 일정 각도(θ)를 갖도록 상기 가스 하우징(50)에 대해 상하 방향으로 일정 각도(θ) 경사지게 결합된다.
즉, 상기 사이드 푸시 가스 어댑터(10)는 가스 하우징(50)의 일 측면에 형성된 사이드 푸시 가스 홀(55)과 어댑터 홀(15)이 맞닿았을 때 특정 각도(θ)를 유지하여야 하며, 사이드 푸시 가스 홀(55)은 일정한 면적과 형상을 갖도록 한다.
또한, 수평 맞대기 용접용 동당금(1)은 하부 모재 접촉부(60) 및 상부 모재 접촉부(70)를 더 구비한다.
하부 모재 접촉부(60)는 하부 모재(91)와 접촉되는 것으로, 아크 열에 의해 용융되어 손실되지 않고 상기 하부 모재(91)와 용접되어 슬라이딩 되지 않는 현상을 방지하기 위해, 일정 두께와 면적을 갖는다. 아울러, 상부 모재 접촉부(70)는 상부 모재(92)와 접촉되는 것으로, 상기 상부 모재(92)와 이격되어 용접부가 대기중에 노출됨으로써 상기 용접부에 기공이 발생하는 것을 방지하기 위해, 상기 상부 모재(92)에 대해 슬라이딩 가능하게 접촉된다.
또한, 수평 맞대기 용접용 동당금(1)은 슬래그 배출부(82)를 더 구비한다. 슬래그 배출부(82)는 용접 비드와 접하는 것으로, 슬래그의 원활한 배출을 위해 비드 형성부(81)보다 후방으로 갈수록 폭 및 깊이가 점차 커지게 형성된다. 미설명된 부호 83은 냉각수 공급관을 도시한 것이다.
한편, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동당금에서 사이드 푸시 가스 어댑터가 미장착된 상태를 도시한 사시도이며, 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동당금의 정면도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동당금의 내부를 도시한 평면도이며, 도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동당금의 배면도이고, 도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동당금의 작동 예를 도시한 사시도이며, 도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동당금의 작동에 의한 용접부의 단면도이다.
도 8 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수평 맞대기 용접용 동당금(1)은 전술한 실시 예와 비교하여 제2 푸시 가스 공급부를 더 구비한다는 점에서 차이가 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수평 맞대기 용접용 동당금(1)은 2 방향의 더블 푸시 가스 구조를 갖는다. 본 실시 예는 전술한 실시 예와 비교하여 중복되는 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하며 동일 부호를 사용하기로 한다.
제2 푸시 가스 공급부는 푸시 가스를 공급하여 상기 융액의 상부를 밀어내는 것으로, 중력에 의한 융액의 선행을 방지한다. 이 경우, 상기 제1 푸시 가스 공급부는 사이드에 배치되고, 상기 제2 푸시 가스 공급부는 센터에 배치된다.
즉, 상기 제2 푸시 가스 공급부는 센터 푸시 가스 가이드 부재(21) 및 센터 푸시 가스 노즐(22)을 포함한다.
센터 푸시 가스 가이드 부재(21)는 상기 제1 푸시 가스 공급부에서 공급되는 푸시 가스와 구획되기 위한 것이며, 센터 푸시 가스 노즐(22)은 상기 센터 푸시 가스 가이드 부재(21)에 의해 형성되는 공간으로 상기 푸시 가스를 확산 공급한다. 이 경우, 상기 센터 푸시 가스 가이드 부재(21)는 가스 하우징(50)에 대해 좌우 방향으로 일정 각도(θ') 경사지게 형성된다.
또한, 센터 푸시 가스 노즐(22)은 동당금 몸체의 배면에 형성된 센터 푸시 가스 홀(23)에 의해 실드 가스 공급관(24)에 연통되어 있다.
센터 푸시 가스는 상기 센터 푸시 가스 홀(23)로 유입되어 일정한 각도(θ')를 갖는 센터 푸시 가스 가이드 부재(21)에 부딪혀 안내되며, 센터 푸시 가스 노즐(22)을 통해 소정 각도로 확산되게 된다. 따라서 도시된 센터 푸시 가스 영향부(97)에서 융액의 상부를 일정한 면적으로 밀어주고 융액의 과도한 밀림에 의한 기공이 발생하지 않게 된다.
지금까지 본 발명에 따른 수평 맞대기 용접용 동당금은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 사이드 푸시 가스 어댑터 15 : 어댑터 홀
21 : 센터 푸시 가스 가이드 부재 22 : 센터 푸시 가스 노즐
50 : 가스 하우징 51 : 실드 가스 공급관
55 : 사이드 푸시 가스 홀 60 : 하부 모재 접촉부
70 : 상부 모재 접촉부 81 : 비드 형성부
82 : 슬래그 배출부 1 : 수평 맞대기 용접용 동당금

Claims (9)

  1. 수평 맞대기 용접을 위한 동당금에 있어서,
    중력에 의한 융액의 선행을 방지하도록 푸시 가스를 공급하여 상기 융액의 하부를 밀어내는 제1 푸시 가스 공급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 용접용 동당금.
  2. 청구항 1에 있어서,
    중력에 의한 융액의 선행을 방지하도록 푸시 가스를 공급하여 상기 융액의 상부를 밀어내는 제2 푸시 가스 공급부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 용접용 동당금.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 푸시 가스 공급부는 사이드에 배치되고, 상기 제2 푸시 가스 공급부는 센터에 배치되는 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 용접용 동당금.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 푸시 가스 공급부는:
    실드 가스 공급관(51)에 연결되어 용접부를 실드하는 가스 하우징(50)의 일 측면에 형성되는 사이드 푸시 가스 홀(55); 및
    상기 사이드 푸시 가스 홀(55)이 형성된 상기 가스 하우징(50)의 일 측면에 결합되어 푸시 가스를 공급하는 사이드 푸시 가스 어댑터(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 용접용 동당금.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 사이드 푸시 가스 어댑터(10)에는 상기 사이드 푸시 가스 홀(55)과 대향되는 면에 어댑터 홀(15)이 형성되고,
    상기 사이드 푸시 가스 어댑터(10)는 상기 어댑터 홀(15)이 상기 사이드 푸시 가스 홀(55)에 대해 일정 각도(θ)를 갖도록 상기 가스 하우징(50)에 대해 상하 방향으로 일정 각도(θ) 경사지게 결합되는 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 용접용 동당금.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 푸시 가스 공급부는,
    상기 제1 푸시 가스 공급부에서 공급되는 푸시 가스와 구획되기 위한 센터 푸시 가스 가이드 부재(21); 및
    상기 센터 푸시 가스 가이드 부재(21)에 의해 형성되는 공간으로 상기 푸시 가스를 확산 공급하는 센터 푸시 가스 노즐(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 용접용 동당금.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 센터 푸시 가스 가이드 부재(21)는,
    실드 가스 공급관(24)에 연결되어 용접부를 실드하는 가스 하우징(50)에 대해 좌우 방향으로 일정 각도(θ') 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 용접용 동당금.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    하부 모재(91)와 접촉되는 것으로, 아크 열에 의해 용융되어 손실되지 않고 상기 하부 모재(91)와 용접되어 슬라이딩 되지 않는 현상을 방지하기 위해, 일정 두께와 면적을 갖는 하부 모재 접촉부(60); 및
    상부 모재(92)와 접촉되는 것으로, 상기 상부 모재(92)와 이격되어 용접부가 대기중에 노출됨으로써 상기 용접부에 기공이 발생하는 것을 방지하기 위해, 상기 상부 모재(92)에 대해 슬라이딩 가능하게 접촉되는 상부 모재 접촉부(70)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 용접용 동당금.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    용접 비드와 접하는 것으로, 슬래그의 원활한 배출을 위해 비드 형성부(81)보다 후방으로 갈수록 폭 및 깊이가 점차 커지게 형성되는 슬래그 배출부(82)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 용접용 동당금.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100605669B1 (ko) 2005-08-10 2006-08-01 대우조선해양 주식회사 일렉트로 가스 용접용 동담금

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