KR101240275B1

KR101240275B1 - 원자력 발전소 1차 계통 관통 노즐 정비용 자동 용접장치

Info

Publication number: KR101240275B1
Application number: KR1020100064193A
Authority: KR
Inventors: 박광수; 공창식; 이선호; 유석준; 김정헌
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2010-07-05
Filing date: 2010-07-05
Publication date: 2013-03-07
Also published as: KR20120003538A

Abstract

본 발명은 원자력 발전소 1차 계통 관통 노즐 정비용 자동 용접장치(100)로서, 여러 형태의 딜리버리 매니퓰레이터에 설치가능하도록 구성된 설치부와, 협소한 공간에서 효과적으로 용접 기능을 수행하는 용접 헤드부의 2가지 부분으로 구성된다. 용접 헤드부는 용가재를 이용하여 용접을 수행하는 토치 구동부(600)와, 상기 자동 용접장치(100)를 관통하는 축에 수직한 반경방향으로 토치 구동부(600)를 이송시키는 용접장치 시프트부(500)로 구성되고, 설치부는 상기 토치 구동부(600)에 용가재를 공급하는 용가재 공급 기구(200)와, 상기 자동 용접장치(100)를 관통하는 축을 중심으로 상기 용접 헤드부를 선회시키는 용접장치 선회부(300)와, 상기 자동 용접장치(100)를 외부 장치에 결합시키고 상기 자동 용접장치(100)를 관통하는 축과 나란한 방향으로 상기 용접 헤드부를 승강시키는 용접장치 승강부(400)로 구성된다.

Description

원자력 발전소 1차 계통 관통 노즐 정비용 자동 용접장치{Auto-welding machine for repairing penetration nozzle in primary system of nuclear power plant}

본 발명은 관통 노즐 정비용 용접 장치에 관한 것이고, 보다 상세하게는 원자력 발전소 1차 계통에 설치된 관통 노즐을 정비하기 위한 자동 용접 장치에 관한 것이다.

원자력 발전소 1차 계통 기기에 설치된 소형 관통 노즐은 J형 그루브(J-그루브) 형태의 용접부로 주 기기 또는 배관에 용접되어 있다. 현재 운전 중인 원자력 발전소 소형 관통 노즐의 재질은 인코넬 600이 일반적이다. 원자력 발전소 소형 관통 노즐 특히, 증기발생기 배수 및 계측 노즐과 용접부, 원자로 헤드의 벤트(vent) 노즐과 용접부 등은 일차 냉각수와 접촉하는 부분으로 장기간 사용 시 일차수 응력 부식균열(PWSCC, primary water stress corrosion cracking)에 의해 결함이 발생하게 된다. 이와 같이 결함이 발생하게 되면 방사선 오염된 일차 냉각수 누출 사고 등 원자력 발전소 안전에 심각한 문제를 야기하게 된다. 따라서 이러한 소형 관통 노즐 및 용접부의 결함은 즉시 정비되어야 한다.

관통 노즐 및 용접부에 결함이 발생했을 경우, 정비 방법은 결함 부위를 제거하고, 같은 재질로 용접하여 복구하는 방법과 일차수 응력 부식균열(PWSCC)에 저항성이 있는 인코넬 690 재질의 노즐과 J형 그루브를 가지도록 기존 관통 노즐을 제거하고 신규로 설치하는 방법이 있다.

일차수 응력 부식균열(PWSCC)에 저항성이 큰 인코넬 690 재질로 교체하는 방법에서는 기존 인코넬 600 재질의 노즐 및 용접부를 제거하고, 인코넬 690 재질의 새로운 노즐 및 용가재(filler metal)를 이용하여 J형 그루브 용접을 수행해야 한다. 하지만 관통 노즐이 설치되어 있는 곳이 고 방사선 구역이기 때문에 용접사에 의한 수동 용접은 불가능하다.

자동 용접의 경우 관통 노즐의 외경이 20-30mm이며, J형 그루브 형태로 용접되어 있고, 증기발생기 구석에 설치되어 있거나 원자로 헤드 내의 가이드 콘 등 주변 공간 제약 때문에 기존 자동 장비로는 적용이 불가능하다.

또한 관통 노즐이 설치된 증기발생기 또는 원자로 헤드는 재질이 저합금강(Low alloy)이기 때문에 용접 후 후열처리를 해 주어야 하나, 발전소에 설치된 대형 구조물의 보수된 부분을 후열처리하는 것은 매우 어렵다. 이를 해결하기 위해 템퍼비드(Temperbead) 용접 방법을 적용하게 되는데, 정비 시 자동 장치는 이를 대비하여 템퍼비드 공정을 수행할 수 있도록 장비가 설계되어 있어야 한다.

이와 같이, 소형 관통 노즐이 설치된 부위가 고방사선 구역이고, 주변 공간 제약으로 인해 보수용 전용 자동 용접 장치가 필요하나, 보수 용접을 위한 이러한 소형 자동 용접 장치는 현장 상황에 맞추어 제작되어야 하기 때문에 기존 자동 용접 장치로는 적용할 수 없다. 또한 소형 관통 노즐이 설치된 공간적 제약 때문에 각 설치된 영역별 전용 자동 용접 장치가 필요하다.

그러나 원자력 발전소 1차 계통의 주기기에 설치된 소형 관통 노즐을 정비 및 보수하기 위한 자동 용접 장치 관련 기존 기술은 거의 찾아 볼 수 없으며, 그루브(Groove) 용접 보수가 아닌 표면 클래딩 또는 오버레이 용접 장치가 대부분이다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 원자력 발전소 1차 계통의 주기기에 설치된 소형 관통 노즐을 정비 및 보수하기 위한 자동 용접 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

즉, 상기의 방사선 환경에서 적용 가능하고, 형상 및 공간 제약뿐만 아니라 후열처리 면제를 위한 템퍼비드 공정을 수행할 수 있는 특성화된 자동화 용접장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 증기발생기 수실 내부의 관통 노즐 및 용접부, 원자로 헤드의 벤트(Vent) 노즐 및 용접부 등을 정비할 수 있도록 다축(예: 6축)의 소형 자동 용접 장비를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 다양한 딜리버리 매니퓰레이터(Delivery Manipulator)와 용이하게 결합될 수 있도록 하여 원자력 발전소 1차 계통의 주기기용 소형 관통 노즐을 정비 및 보수하기 위한 자동 용접 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

이상의 과제를 해결하기 위해서는, 각 주기기 내에 설치된 소형 관통 노즐 및 용접부를 정비 및 보수 용접할 수 있고, 후열처리 면제를 위한 템퍼비드 용접 공정을 적용할 수 있어야 한다. 또한, 자동 용접 장치가 여러 형태의 딜리버리 매니퓰레이터에 설치가 용이해야 하고, 템퍼비드용접 공정 수행을 위한 기능을 가지면서 공간 제약을 극복할 수 있도록 자동 용접 장치의 크기가 작아야 한다.

이러한 조건을 만족하기 위해서 본 발명에 따른 자동 용접 장치는 여러 형태의 딜리버리 매니퓰레이터에 설치하기 위한 설치부와 공간 제약을 극복할 수 있도록 컴팩트하게 구성된 용접 헤드부의 2 부분으로 구분된다.

설치부는 용가재를 공급하는 용가재 공급 기구(200)와, 상기 자동 용접장치(100)를 관통하는 축을 중심으로 자동 용접장치(100)를 선회시키는 용접장치 선회부(300)와, 상기 자동 용접장치(100)를 외부 장치에 결합시키고 상기 자동 용접장치(100)를 관통하는 축과 나란한 방향으로 상기 자동 용접장치(100)를 승강시키는 용접장치 승강부(400)로 구성된다.

용접 헤드부는 상기 용가재 공급 기구(200)로부터 제공된 용가재를 이용하여 용접을 수행하는 토치 구동부(600)와, 상기 자동 용접장치(100)를 관통하는 축에 수직한 반경방향으로 토치 구동부(600)를 이송시키는 용접장치 시프트부(500)로 구성된다.

또한, 상기 토치 구동부(600)는, 틸트축 모터(610)와, 상기 용가재 공급 기구(200)로부터 제공된 용가재를 이용하여 용접을 수행하는 토치부(640)와, 상기 틸트 축 모터(610)의 구동력에 의해 회전하여 상기 토치부(640)를 자동 용접 장치(100)을 관통하는 축에 대해 설정된 각도로 기울어지게 하는 틸트축 구동부(620)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 토치 구동부(600)는, 용접시 용접 아크 거리를 일정하게 유지시키도록 제어신호에 따라 구동되는 AVC 모터(630)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 자동 용접 장치(100)는 상기 용접 장치 승강부(400)와 결합하여 상기 자동 용접장치(100)를 회전가능하도록 지지하고 외부 장치에 설치가능하도록 구성된 회전 설치 수단(700)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 회전 설치 수단(700)은, 상기 용접 장치 승강부(400)와 결합하여 상기 자동 용접 장치(100)를 지지하는 용접장치 설치 지지대(710)와, 상기 자동 용접 장치(100)가 장착된 상태로 상기 회전 설치 수단(700)을 외부 장치에 연결가능하도록 하는 매니퓰레이터 연결부(730)를 포함한다.

또한, 바람직한 실시예에 따르면, 상기 회전 설치 수단(700)은 레이저 발생부(720)를 구비함으로써, 레이저를 발생시켜 상기 자동 용접 장치(100)가 용접을 수행할 노즐의 중심을 찾을 수 있도록 가이드하도록 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 자동 용접 장치는 여러 형태의 딜리버리 매니퓰레이터에 설치가능하도록 구성된 설치부와, 협소한 공간에서 효과적으로 용접 기능을 수행하는 용접 헤드부의 2가지 부분으로 구성함으로써 여러 형태의 딜리버리 매니퓰레이터에 설치가 용이할 뿐만 아니라 템퍼비드용접 공정 수행을 위한 기능을 가지면서 공간 제약을 극복할 수 있으므로, 원자력 발전소 1차 계통의 주기기에 설치된 소형 관통 노즐을 효과적으로 정비 및 보수할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 자동 용접 장치는 그루브 용접, 템퍼비드용접 및 클래딩 용접 등 다양한 방식의 용접을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 자동 용접 장치는 토치 구동부(600)의 틸트축 구동부(620)에 의해 토치부(640)를 자동 용접장치(100)를 관통하는 축에 대해 원하는 각도로 기울어지도록 구성할 수 있으므로 보다 효과적인 용접 수행이 가능해진다.

또한, 본 발명에 따른 자동 용접 장치는 회전 설치 수단(700)을 마련함으로써 자동 용접장치(100)를 회전가능하도록 지지하면서 딜리버리 매니퓰레이터와 같은 외부 장치에 용이하게 설치가능하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 자동 용접 장치는 레이저 발생부(720)를 마련함으로써 레이저를 발생시켜 자동 용접 장치(100)가 용접을 수행할 노즐의 중심을 찾을 수 있도록 가이드할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 용접 장치(100) 단면도.
도 2a는 용가재 공급기구(200) 단면도.
도 2b는 용가재 공급기구(200) 내부 단면도.
도 3은 용접장치 선회부(300) 단면도.
도 4는 용접장치 승강부(400) 단면도.
도 5는 용접장치 시프트부(500) 단면도.
도 6a는 토치 구동부(600) 단면도.
도 6b는 토치부(640) 단면도.
도 7은 회전 설치 수단(700) 단면도.
도 8a는 증기 발생기 관통 노즐 정비 적용 개념도.
도 8b는 계측 노즐 정비시 용접 장치 중심 설정 개념도.
도 9a는 본 발명의 장치를 이용한 그루브 용접 실시예를 도시한 도면.
도 9b는 본 발명의 장치를 이용한 템퍼비드 용접 실시예를 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 설명한다.

이하의 설명에서 '1차 계통'은 원자력발전시설을 원자로와 그 보조기기로 구성되는 '원자로 냉각재 계통'과, 터빈발전기와 복수계통, 급수계통 등으로 구성되는 '터빈 발전기 계통'으로 나눌 때, '원자로 냉각재 계통'의 시스템 및 이에 부속한 구성들을 의미한다.

'용가재(filler metal)'는 용접작업에서 모재를 용접하기 위하여 용접부에 녹여 첨가하는 금속을 의미한다.

'매니퓰레이터(manipulator)' 또는 '딜리버리 매니퓰레이터(Delivery Manipulator)'는 강한 방사능을 가진 물질을 방사선 장애가 없는 안전한 장소에서 원격조작 하는 장치를 의미한다.

본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전체 장치 단면도를 나타낸다.

이하에서는 도 1의 상하방향 즉, 자동 용접 장치(100)를 관통하는 가상 축을 '자동 용접장치(100)의 축'으로 정의하고 '자동 용접장치(100)의 축'과 평행한 방향을 '자동 용접 장치(100)의 축방향'으로 정의한다.

도시된 것과 같이, 자동 용접 장치(100)는 설치부와 용접 헤드부로 구성된다. 본 발명에 따른 자동 용접 장치(100)는 협소한 공간(예컨대 직경 200mm, 높이 230mm 이내)에서도 작업이 가능하게 설계되었다.

설치부는 용가재를 공급하는 용가재 공급 기구(200), 자동 용접장치(100)를 관통하는 축을 중심으로 용접 헤드부를 선회(turn)시키는 용접장치 선회부(300)와, 자동 용접장치(100)를 외부 장치(예: 딜리버리 매니퓰레이터 등)에 결합시키고 자동 용접장치(100)를 관통하는 축과 나란한 방향으로 자동 용접장치(100)를 승강(elevaton)시키는 용접장치 승강부(400)로 구성된다.

용접 헤드부는 자동 용접장치(100)를 자동 용접장치(100)를 관통하는 축에 수직한 반경방향으로 이송시키는 용접장치 시프트부(500)와, 상기 설치부의 용가재 공급 기구(200)로부터 제공된 용가재를 이용하여 용접을 수행하는 토치 구동부(600)로 구성된다. 용접 헤드부는 협소한 공간(예컨대 직경 200mm, 높이 230mm 이내)에서도 작업이 가능하도록 하기 위해 일정 직경(예: 150 mm) 이내의 공간에도 삽입 및 작업 가능하도록 설계되었다.

도 2a는 용가재 공급 기구(200) 단면도를 나타낸다. 용가재 공급기구(200)는 용가재 케이스(210), 피딩 모터(220) 및 용가재 공급기구 몸체(230)로 구성된다.

용가재 케이스(210)는 와이어 형태로 감겨있는 용가재를 미리 설정된 중량(예: 1kg) 단위로 설치할 수 있도록 설계되어 있으며, 피딩 모터(220)는 공급기구 몸체(230)의 하부롤러(232, 도 2b)를 회전시키며, 와이어 형태의 용가재를 설정된 공급량으로 용접되는 위치에 공급시켜준다.

도 2b는 용가재 공급기구 몸체(230) 내부 단면도를 나타낸다.

용가재 공급기구 몸체(230)는 상부 롤러(231), 하부 롤러(232), 전단 와이어 가이드(233) 및 후단 와이어 가이드(234)로 구성된다.

상부 롤러(231)와 하부 롤러(232)는 서로 맞물려 있고, 용가재 와이어 직경보다 작은 홈을 가지고 있다. 하부 롤러(232)는 피딩 모터(220)에 의해 회전한다. 피딩 모터(220)에 의해 하부 롤러(232)가 회전하면 상부 롤러(231)와 하부 롤러(232) 사이에 있는 와이어가 마찰력에 의해 후단 와이어 가이드(234) 방향으로 전진하게 되어 있다. 전단 와이어 가이드(233) 및 후단 와이어 가이드(234)는 상부 롤러(231) 및 하부 롤러(232)의 전단 및 후단에 각각 마련되어 용가재 와이어가 상부 롤러(231) 및 하부롤러(232) 입구로 유입되는 것을 가이드하고 상부롤러(231) 및 하부롤러(232) 후단에서 배출되는 용가재 와이어를 가이드한다.

도 3은 용접장치 선회(turn)부(300) 단면도를 나타낸다.

용접장치 선회부(300)는 용접 헤드부를 축방향을 중심으로 선회(turn) 또는 회전시키는 기능(A로 도시)을 수행하며, 선회 구동모터(310), 용접장치 선회부 몸체(340) 및 중공형 베어링(320)으로 구성된다.

선회 구동모터(310)는 용접장치를 소정의 회전축을 중심으로 선회(turn)시키기 위해서 용접장치 선회부 몸체(340) 내부에 마련된 소정의 회전구조에 구동력을 제공한다.

중공형 베어링(320)은 중공(中孔) 형태이고 회전가능한 구조로 되어 있으며, 중공형 베어링 상부(321)로 용접 헤드부, 즉 용접 장치 시프트부(500) 및 토치 구동부(600)에 연결되는 케이블 등이 관통하여 중공형 베어링 하부(322)로 나오게 된다. 또한 중공형 베어링 하부(322)에는 용접 헤드부 즉 용접 장치 시프트부(500) 및 토치 구동부(600)를 설치하도록 설계되어 있고, 설치용 연결 지그에 의해 그 길이를 조절할 수 있도록 설계되었다.

용접장치 선회부 몸체(340) 내부에는 중공형 베어링(320)을 회전시키기 위한 소정의 회전 구조가 설치되어 있다(미도시). 회전 구조는 선회 구동모터(310)로부터 구동력을 받아 중공형 베어링(320)을 회전시킨다.

도 4는 용접장치 승강(elevation)부(400) 단면도를 나타낸다.

설치부의 용접장치 승강부(400)는 여러 형태의 외부 장치, 예컨대 딜리버리 매니퓰레이터에 결합이 쉽도록 설계되어 있으며, 필요시 결합 지그(Jig)를 이용해 설치할 수도 있다.

용접장치 승강부(400)는 용접 헤드부를 축방향을 따라 왕복 이송(B로 도시)시키는 기능을 수행하며, 승강 구동 모터(410), 용접장치 승강 몸체(420), 승강 LM 가이드 연결부(430) 및 용접장치 선회부 연결부(440)로 구성된다.

승강 구동 모터(410)는 용접장치 승강 몸체(420) 내부에 마련된 LM 가이드에 용접장치 승강을 위한 구동력을 제공한다.

용접장치 승강 몸체(420) 내부에는 LM 가이드가 설치되어 있으며, 승강 구동 모터(410)에 의해 승강 LM 가이드 연결부(430)가 이송하게 된다. 승강 LM 가이드 연결부(430)의 구동에 의해 용접장치 선회부 연결부(440)에 연결된 용접장치 선회부(300)가 이송하게 된다.

도 5는 용접장치 시프트부(500) 단면도를 나타낸다.

용접장치 시프트부(500)는 용접시 용접 헤드부를 용접장치 시프트부를 반경방향(C로 도시), 즉 토치 구동부(600)의 용접 팁(641) 방향에 대해 수직 방향으로 이송시킨다.

용접장치 시프트부(500)는 몸체(510), LM 가이드 연결부(520) 및 토치 구동부 연결부(530)로 구성된다. 용접장치 시프트부 몸체(510) 내부에는 LM 가이드 및 구동 모터가 설치되어 있다(미도시). 구동 모터에 의해 LM 가이드 연결부(520)는 반경방향(C로 도시)으로 이송하게 된다. LM 가이드 연결부(520)가 반경방향(C)으로 이송하면 그에 결합되어 있는 토치 구동부 연결부(530)도 함께 이송되고, 토치 구동부 연결부(530)에 연결된 토치 구동부(600)가 함께 반경 방향(C )으로 이송하게 된다.

도 6a는 토치 구동부(600) 단면도를 나타낸다.

토치 구동부(600)는 틸트(tilt) 축 모터(610), 틸트축 구동부(620), 아크 전압 제어(AVC, Arc Voltage Control) 모터(630) 및 토치부(640)로 구성된다. 틸트축 구동부(620)는 틸트 축 모터(610)의 구동력에 의해 회전하여 토치부(640)를 자동 용접 장치(100)을 관통하는 축[또는 자동 용접 장치(100)가 노즐(810, 820)과 정렬된 경우는 노즐(810, 820)]에 대해 원하는 각도로 기울어지게 한다. AVC 모터(630)는 용접 아크 거리를 일정하게 유지시키도록 제어 신호에 따라 구동된다.

도 6b는 토치부(640)의 단면도를 나타낸다.

토치부(640)는 텅스텐 팁(641), 세라믹 컵(642), 토치 고정 케이스(643), 와이어 노즐(644), 와이어 노즐 위치 조정 수단(645) 및 카메라(646)로 구성된다. 와이어 노즐 위치 조정 수단(645)은 와이어 노즐(644) 위치를 텅스텐 팁(641)의 중앙에 맞출 수 있도록 설계되어 있다. 카메라(646)는 용접 위치 설정 및 용접 중 용접 상황을 모니터링한다.

도 7은 회전(rotation) 설치 수단(Tool)(700)의 단면도를 나타낸다.

회전 설치 수단(700)은 용접장치 설치 지지대(710), 레이저 발생부(720), 매니퓰레이터 연결부(730) 및 회전부(740)로 구성된다. 용접장치 설치 지지대(710)는 자동 용접 장치(100)를 설치할 수 있도록 설계되어 있다. 레이저 발생부(720)는 레이저를 발생시켜 자동 용접 장치(100)가 용접을 수행할 노즐의 중심을 찾을 수 있도록 해주는 가이드 역할을 한다. 매니퓰레이터 연결부(730)는 외부 장치, 예컨대 증기발생기용 딜리버리 매니퓰레이터(예: Genesis 2000 로봇 등)에 연결할 수 있도록 설계되어 있다. 회전부(740)는 자동 용접 장치(100)를 장착한 상태로 소정의 축을 중심으로 회전시킴으로써 자동 용접 장치(100)를 원하는 각위치에 회전할 수 있도록 해주며, 주요 구성으로는 회전 모터, 모터부 풀리, 베어링부 및 베어링부 풀리로 되어 있다(미도시).

도 8은 증기발생기 관통 노즐 정비 적용 개념도를 나타낸다. 증기발생기 수실 내에는 배수노즐(810)과 계측노즐(820)의 2가지 종류의 관통 노즐이 있다.

배수노즐(810)은 증기발생기 중심축에 대해 소정 각도(예: 5°) 기울어져 설치되어 있으며, 하단부 구석에 위치하고 있다. 계측노즐(820)은 증기발생기 중심축에 수직하게 설치되어 있으며, 상부에서 소정 거리(예: 370 mm) 아래에 설치되어 있다.

배수노즐(810)의 용접 보수는 회전 설치 수단(700)에 의해 자동 용접 장치(100)를 노즐의 중심에 맞추어 설치하고 용접 보수를 적용한다. 계측노즐(820)의 경우에는 증기발생기용 딜리버리 매니퓰레이터(예: Genesis 2000 로봇)에 자동 용접 장치(100)가 부착된 회전 설치 수단(700)을 설치하여 노즐 중심을 맞추고 용접 보수를 적용한다.

도 8a는 계측노즐(820) 정비 시 용접장치 중심 설정 개념도를 나타낸다. 레이저(720)를 이용해 계측노즐(820)의 중심을 맞추고 레이저(720)와 토치 구동부(600)의 중심까지 거리만큼 딜리버리 매니퓰레이터(예: Genesis 2000 로봇)을 이용하여 아래로 이송하여 중심을 맞추게 된다.

도 9는 정비를 위한 용접 보수 적용 개념도를 나타낸다.

용접보수 방법은 도 9a에 도시된 그루브(Groove) 용접 방법과 도 9(b)에 도시된 템퍼비드(Temperbead) 용접 방법으로 나누어진다.

도 9a에 도시된 그루브 용접 방법은 관통 노즐을 설치한 상태에서 용접 패스(pass)(911)를 아래부터 한 층씩 용접하는 방법이다.

도 9b에 도시된 템퍼비드 용접(920) 방법은 관통 노즐이 설치되지 않은 상태에서 그루브 전체면을 템퍼비드 용접 패스(921)로 용접하고 복수개의 층(layer)(예: 3층)을 용접하는 방법이다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

100: 자동 용접 장치 200: 용가재 공급 기구
210: 용가재 케이스 220: 피딩 모터
230: 용가재 공급 기구 몸체 231: 상부 롤러
232: 하부 롤러 233: 전단 와이어 가이드
234: 후단 와이어 가이드 300: 용접장치 선회부
310: 선회 구동모터 320: 중공형 베어링
321: 중공형 베어링 상부 322: 중공형 베어링 하부
330: 용접 장치 선회부 몸체 400: 용접장치 승강부
410: 승강 구동 모터 420: 용접 장치 승강부 몸체
430: 승강 LM 가이드 연결부 440: 용접 장치 선회부 연결부
500: 용접장치 시프트부 510: 용접 장치 시프트 부 몸체
520: LM 가이드 연결부 530: 토치 구동부 연결부
600: 토치 구동부 610: 틸트 축 모터
620: 틸트 축 베어링 부 630: AVC 모터
640: 토치부 641: 텅스텐 팁
642: 세라믹 컵 643: 토치 고정 케이스
644: 와이어 노즐 645: 와이어 노즐 위치 조정 수단
646: 카메라 700: 회전 설치 수단
710: 용접 장치 설치 지지대 720: 레이저 발생부
730: 매니퓰레이터 연결부 740: 회전부
810: 배수 노즐 820: 계측 노즐
911: 그루브 용접 패스(pass) 921: 템퍼비드용접 패스

Claims

용접을 수행하는 토치 구동부(600); 및 상기 토치 구동부(600)를 이송하는 용접장치 시프트부(500);를 포함하는 용접 헤드부; 및
상기 토치 구동부(600)로 용가재를 공급하는 용가재 공급기구(200); 중공형 베어링(320)을 포함하고 상기 중공형 베어링(320)의 중심을 회전축으로 상기 용접 헤드부를 선회시키는 용접장치 선회부(300); 및 상기 회전축과 나란한 방향으로 상기 용접 헤드부를 승강시키는 용접장치 승강부(400);를 포함하는 설치부;를 포함하고,
상기 토치 구동부(600)와 상기 용가재 공급기구(200)는, 상기 중공형 베어링(320)에 대해 서로 반대되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소 1차 계통 관통 노즐 정비용 자동 용접장치(100).
제1항에 있어서, 상기 토치 구동부(600)는,
틸트축 모터(610)와,
상기 용가재 공급 기구(200)로부터 제공된 용가재를 이용하여 용접을 수행하는 토치부(640)와,
상기 틸트 축 모터(610)의 구동력에 의해 회전하여 상기 토치부(640)를 자동 용접 장치(100)을 관통하는 축에 대해 설정된 각도로 기울어지게 하는 틸트축 구동부(620)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소 1차 계통 관통 노즐 정비용 자동 용접장치(100).
제1항에 있어서, 상기 토치 구동부(600)는,
용접시 용접 아크 거리를 일정하게 유지시키도록 제어신호에 따라 구동되는 AVC 모터(630)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소 1차 계통 관통 노즐 정비용 자동 용접장치(100).
제1항에 있어서,
상기 용접 장치 승강부(400)와 결합하여 상기 자동 용접장치(100)를 회전가능하도록 지지하고 외부 장치에 설치가능하도록 구성된 회전 설치 수단(700)
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소 1차 계통 관통 노즐 정비용 자동 용접장치(100).
제4항에 있어서, 상기 회전 설치 수단(700)은,
상기 용접 장치 승강부(400)와 결합하여 상기 자동 용접 장치(100)를 지지하는 용접장치 설치 지지대(710)와,
상기 자동 용접 장치(100)가 장착된 상태로 상기 회전 설치 수단(700)을 외부 장치에 연결가능하도록 하는 매니퓰레이터 연결부(730)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소 1차 계통 관통 노즐 정비용 자동 용접장치(100).
제4항에 있어서, 상기 회전 설치 수단(700)은,
레이저를 발생시켜 상기 자동 용접 장치(100)가 용접을 수행할 노즐의 중심을 찾을 수 있도록 가이드하는 레이저 발생부(720)
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소 1차 계통 관통 노즐 정비용 자동 용접장치(100).