KR101253858B1 - Electro Gas Arc Welding Device and Welding Method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 강판의 두께가 두꺼워져 용접부의 폭이 넓어지더라도 용입 불량이 발생하지 않는 일렉트로 가스 아크 용접 장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이를 달성하기 위하여, 선단에 전극 와이어가 장착되는 하나 이상의 전극 와이어용 토치; 및, 상기 전극 와이어용 토치에 연결되어, 용접부의 형상에 대응하는 다중 이동선을 따라 하나 이상의 전극 와이어용 토치를 오실레이션시키는 제 1 구동수단을 가지는 제 1 용접 캐리지 본체를 포함하는 일렉트로 가스 아크 용접 장치를 제공한다.An object of the present invention is to provide an electro-gas arc welding apparatus that does not cause a poor welding even when the thickness of the steel sheet is thickened to increase the width of the weld, to achieve this, at least one electrode equipped with an electrode wire at the tip Torch for wire; And a first welding carriage body connected to the torch for electrode wires, the first welding carriage body having first driving means for oscillating the torch for at least one electrode wire along a multiple moving line corresponding to the shape of the welding portion. To provide.
Description
본 발명은 전극 와이어에 의해 발생하는 아크 열에 의해 전극 와이어가 용융되는 일렉트로 가스 아크 용접 장치 및 용접 방법에 대한 것으로, 구체적으로는 후판을 용접함에 있어서, 용접부의 광폭화로 인한 용융 금속의 용입 불량을 막을 수 있으며, 균형잡인 용입이 가능한 일렉트로 가스 아크 용접 장치 및 용접 방법에 대한 것이다.The present invention relates to an electrogas arc welding apparatus and a welding method in which the electrode wire is melted by arc heat generated by the electrode wire. Specifically, in welding a thick plate, it is possible to prevent poor penetration of molten metal due to widening of the welded portion. An electrogas arc welding apparatus and welding method capable of balanced penetration can be achieved.
일렉트로 가스 아크 용접 방법은 조선에서 요구되고 있는 후판의 용접 생산성을 높이기 위하여 개발되어 적용되고 있는 용접 방법이다. The electro gas arc welding method is a welding method that has been developed and applied to increase the welding productivity of thick plates required in shipbuilding.
도 1 에는 이러한 일렉트로 가스 아크 용접 장치가 도시되어 있다. 일렉트로 가스 아크 용접은 주로 이산화탄소(60)를 보호 가스로 이용하고, 전극 와이어용 토치(10)로 공급되는 전극 와이어(W1)에 의해 아크를 발생시키고, 이 아크 열로 전극 와이어용 토치(10)의 전극 와이어(W1)를 용융시켜 용접이 이루어지게 하는 방식이다. Figure 1 shows such an electrogas arc welding device. Electro-gas arc welding mainly uses carbon dioxide (60) as a protective gas, generates an arc by an electrode wire (W1) supplied to a torch (10) for an electrode wire, So that the electrode wire W1 is melted and welded.
피용접재(30)의 전면에는 수냉식 동담금(40)을, 배면에는 고정식 백킹재(50)를 설치하고, 공급되는 전극 와이어(W1)와 피용접재(30) 사이에 발생하는 아크를 통하여, 전극 와이어(W1)를 용융시켜, 용융 금속(32)을 형성하고 일정량의 용융 금속이 형성되면 전극 와이어용 토치(10)를 탑재하며, 지지부(70)에 상하 방향으로 이동 가능하게 고정된 용접 캐리지 본체(80)의 구동수단(미도시)를 통하여 전극 와이어용 토치(10)를 오실레이션 및 용접 캐리지 본체를 상방으로 이동시켜서 용접시키는 용접 방식이다.A water-cooled
용접 캐리지 본체(80)를 통하여 전극 와이어용 토치(10)의 전극 와이어(W1)가 전극 와이어 송급수단(91)으로부터 공급되며, 전원부(92)로부터 전원이 전극 와이어(W1)로 공급된다. 또한, 제어부(90)는 전극 와이어 송급수단(91), 전원부(92), 용접 캐리지 본체(80)에 연결되어 용접 과정 전체를 제어한다. The electrode wire W1 of the
이러한, 일렉트로 가스 아크 용접의 평면도가 도 2 에 도시되어 있다. 위와 같은 방식의 일렉트로 가스 아크 용접은 전극 와이어용 토치(10)가 용접부의 길이 방향으로 오실레이션된다. 즉, 전극 와이어용 토치(10)는 백킹재(50)와 동담금(40) 사이를 왕복하면서, 루트 및 페이스측의 용접부로 용융 금속을 용입시킨다.A plan view of this electro gas arc welding is shown in FIG. 2. Electro gas arc welding in the above manner is
하지만, 최근 조선 분야에서는 80mm 이상의 극후물에 대한 요구가 있으며, 그에 따라 극후물을 용접하는 용접기술의 개발의 요청이 있다. 극후물의 용접부의 형상이 루트측에서 페이스측으로 갈수록 넓어지는 대략 'V'자 형을 가지는데, 싱글 전극 와이어용 토치를 왕복시켜 용접하는 경우에, 페이스측 가장자리 부에 용입이 불량하게 발생한다는 문제가 있다. 즉, 용접부 중앙에서 용융되는 용융물이 가장자리까지 원활하게 용입되지 않아서, 가장자리의 일부 영역(35)에서 용입 불량이 발생한다.However, in recent years, there is a demand for ultra-thick materials of 80 mm or more in shipbuilding, and accordingly, there is a request for the development of welding technology for welding ultra-thick materials. The shape of the weld portion of the ultra-thick material has an approximate 'V' shape that becomes wider from the root side to the face side. When welding the torch for single electrode wires back and forth, a problem of poor penetration in the face side edge part occurs. have. That is, the melt melted at the center of the weld portion does not penetrate smoothly to the edge, so that a penetration failure occurs in some regions 35 of the edge.
이에, 2개의 전극을 사용하는 탄뎀 일렉트로 가스 아크 용접 장치 및 방법이 제안되었으나, 이 역시 극후물에서는 페이스측 용접부의 폭이 넓어서, 2 전극을 이용하더라도 가장자리 일부 영역(35)에서는 용입 불량이 발생한다는 문제점이 있다. Therefore, a tandem electro gas arc welding apparatus and method using two electrodes have been proposed. However, this also has a wide width of the face side weld portion in the extreme thickness, so that penetration failure occurs in a part of the edge region 35 even when using two electrodes. There is a problem.
본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강판의 두께가 두꺼워져 용접부의 폭이 넓어지더라도 용입 불량이 발생하지 않는 일렉트로 가스 아크 용접 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide an electro-gas arc welding apparatus that does not occur even if the thickness of the steel sheet is thickened to increase the width of the weld.
또한, 본 발명은 2 이상의 전극 와이어용 토치를 포함하는 경우에도 상대적으로 좁은 루트측의 이동 제약에 관계없도록 루츠측 전극과 페이스측 전극을 다르게 오실레이션시켜, 위와 같은 공간적 제약을 극복하는 것을 목적으로 한다. The present invention also aims to overcome the above spatial constraints by oscillating the Roots side and the face side electrodes differently, regardless of the relatively narrow root-side movement constraints, even when including a torch for two or more electrode wires. do.
또, 본 발명은 용입 불량을 막아서 용접부 전체에 충분한 융합과 균일한 용착을 얻을 수 있는 용접 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. Moreover, an object of this invention is to provide the welding system which can prevent a welding defect and can obtain sufficient fusion and uniform welding to the whole welding part.
본 발명은 위와 같은 과제를 달성하기 위하여 다음과 같은 일렉트로 가스 아크 용접 장치 및 일렉트로 가스 아크 용접 방법을 제공한다. The present invention provides the following electrogas arc welding apparatus and electrogas arc welding method in order to achieve the above object.
본 발명은 선단에 전극 와이어가 장착되는 전극 와이어용 토치; 및, 상기 전극 와이어용 토치가 연결되되, 상기 전극 와이어용 토치가 용접부 형상에 대응하는 다중 이동선을 갖게 하는 용접 캐리지 수단을 포함하는 일렉트로 가스 아크 용접 장치를 제공한다.The present invention provides a torch for electrode wires, the electrode wire is mounted on the tip; And a welding carriage means connected to the electrode wire torch, wherein the electrode wire torch has multiple moving lines corresponding to the shape of the welded part.
또한, 상기 용접 캐리지 수단은 전극 와이어용 토치를 용접부 길이 방향으로 이동시키는 제 1 구동부와, 전극 와이어용 토치를 용접부 폭 방향으로 이동시키는 제 2 구동부를 포함하며, 상기 제 1 구동부와 제 2 구동부가 조합 가동되어 상기 전극 와이어용 토치가 다중 이동선을 가질 수 있다. In addition, the welding carriage means includes a first drive unit for moving the electrode wire torch in the welding direction length direction, and a second drive unit for moving the electrode wire torch in the welding unit width direction, wherein the first drive unit and the second drive unit In combination operation, the torch for the electrode wire may have multiple moving lines.
또, 상기 용접부는 V 형상을 가지며, 상기 제 1 구동부와 제 2 구동부는 상기 전극 와이어용 토치가 V 혹은 삼각형의 이동선을 갖도록 구성될 수 있다. The welding part may have a V shape, and the first driving part and the second driving part may be configured such that the torch for the electrode wire has a V or a triangle moving line.
본 발명의 일렉트로 가스 아크 용접 장치는 2 이상의 전극 와이어용 토치를 포함하며, 상기 전극 와이어용 토치 중 루트 측에 배치되는 전극 와이어용 토치는 상기 용접 캐리지 수단과 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 상하방향으로 함께 움직이도록 연결된 제 2 용접 캐리지 수단에 연결될 수 있다. The electrogas arc welding apparatus of the present invention comprises at least two electrode wire torchs, the electrode wire torch being disposed on the root side of the electrode wire torch together in the vertical direction of the welding carriage means and the electrogas arc welding apparatus. It may be connected to a second welding carriage means connected to move.
또한, 상기 제 2 용접 캐리지 수단은 제 2 구동수단를 포함하며, 상기 제 2 구동수단은 상기 제 2 용접 캐리지 수단에 연결된 전극 와이어용 토치가 단일 이동선을 갖도록 구성될 수 있다.In addition, the second welding carriage means may include a second driving means, and the second driving means may be configured such that the torch for electrode wire connected to the second welding carriage means has a single moving line.
나아가, 상기 전극 와이어용 토치의 전극 와이어에 의해 형성된 각각의 아크로 비전극 와이어를 공급하는 비전극 와이어용 토치를 더 포함하며, 각 비전극 와이어용 토치는 비전극 와이어가 향하는 아크를 형성하는 전극 와이어용 토치와 동일한 용접 캐리지 수단에 연결될 수 있다. Further, further comprising a non-electrode wire torch for supplying the non-electrode wire to each arc formed by the electrode wire of the torch for the electrode wire, each non-electrode wire torch is an electrode wire to form an arc to which the non-electrode wire is directed It may be connected to the same welding carriage means as the torch.
다르게는, 본 발명은 전극 와이어를 공급하는 와이어 송급 단계 및 상기 전극 와이어를 통하여 전류를 공급하여 생성된 아크로 전극 와이어를 용융시켜 40mm 이상의 두께를 가지는 용접 대상물을 용접하는 용접 단계를 포함하며, 상기 용접 단계는 상기 전극 와이어를 용접부 형상에 대응하여 이동시키면서 용접하는 일렉트로 가스 아크 용접 방법을 제공한다. Alternatively, the present invention includes a wire feeding step of supplying an electrode wire and a welding step of melting an electrode wire with an arc generated by supplying a current through the electrode wire to weld a welding object having a thickness of 40 mm or more, wherein the welding The step provides an electro gas arc welding method of welding while moving the electrode wire corresponding to the shape of the weld.
또, 상기 용접 단계는 상기 전극 와이어를 이동 도중 소정시간만큼 정지했다가 이동시킬 수 있다. In addition, the welding may stop and move the electrode wire for a predetermined time during the movement.
또한, 상기 용접 단계는 2 이상의 전극 와이어를 통하여 각각 아크를 생성하여 용접 대상물을 용접하며, 전극 와이어에 의해 생성된 아크를 비전극 와이어를 추가로 용융시킬 수 있다. In addition, the welding step may generate an arc through each of the two or more electrode wires to weld the welding object, and the arc generated by the electrode wire may further melt the non-electrode wire.
본 발명은 위와 같은 구성을 통하여, 강판의 두께가 두꺼워져 용접부의 폭이 넓어지더라도 용입 불량이 발생하지 않는 일렉트로 가스 아크 용접 장치를 제공할 수 있다. The present invention can provide an electro-gas arc welding apparatus that does not cause a poor welding even if the thickness of the steel sheet is thickened to increase the width of the weld through the above configuration.
또한, 본 발명은 2 이상의 전극 와이어용 토치를 포함하는 경우에도 상대적으로 좁은 루트측의 이동 제약에 관계없도록 루츠측 전극과 페이스측 전극을 다르게 오실레이션시켜, 공간적 제약을 극복할 수 있다.In addition, the present invention can overcome the spatial constraints by differently oscillating the root side electrode and the face side electrode so as to include two or more electrode wire torches regardless of the relatively narrow root side movement constraint.
또, 본 발명은 용입 불량을 막아서 용접부 전체에 충분한 융합과 균일한 용착을 얻을 수 있는 용접 시스템을 제공할 수 있다. Moreover, this invention can provide the welding system which can prevent a penetration failure and can obtain sufficient fusion and uniform welding to the whole welding part.
도 1 은 종래의 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 개략도이다.
도 2 는 종래의 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 용접부측 평면도이다.
도 3 은 본 발명의 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 사시도이다.
도 4 는 본 발명의 일렉트로 가스 아크 용접 장치에서 제 1 용접 캐리지 본체의 부분 확대도이다.
도 5 는 본 발명의 일렉트로 가스 아크 용접 장치에서 용접부측 평면도이다.
도 6 은 본 발명의 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 다른 실시예이다.
도 7 은 도 6 의 실시예에 따른 용접 장치에서 용접부측 평면도이다
도 8 은 본 발명의 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 또 다른 실시예의 용접부측 평면도이다.
도 9 는 본 발명의 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 변형 실시예이다.1 is a schematic diagram of a conventional electro gas arc welding apparatus.
2 is a plan view of the welded part side of a conventional electrogas arc welding apparatus.
3 is a perspective view of the electrogas arc welding apparatus of the present invention.
4 is a partially enlarged view of the first welding carriage body in the electrogas arc welding apparatus of the present invention.
5 is a plan view of a welded part side in the electrogas arc welding apparatus of the present invention.
6 is another embodiment of the electrogas arc welding apparatus of the present invention.
7 is a plan view of the welded part side in the welding apparatus according to the embodiment of FIG. 6.
8 is a welded side plan view of yet another embodiment of the electrogas arc welding apparatus of the present invention.
9 is a modified embodiment of the electrogas arc welding apparatus of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 구체적 실시예에 대하여 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings to describe a specific embodiment of the present invention.
본 발명에서 루트 측은 백킹재(150)측을 의미하는 것으로, 극후판의 용접부 양단 중 사이가 좁은 쪽을 의미하는 것이며, 페이스 측은 동담금(140)이 설치된 측을 각각 의미하는 것으로 극후판의 용접부 양단 중 극후판의 사이가 넓은 쪽을 의미한다(도 3 및 도 4 참고). In the present invention, the root side means the
도 3 에는 본 발명의 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 사시도가 도시되어 있다. 3 is a perspective view of the electrogas arc welding apparatus of the present invention.
일렉트로 가스 아크 용접 장치(100)는 주로 보호 가스 공급부(160)의 이산화탄소를 보호 가스로 사용하여 전극 와이어용 토치(110)로 아크를 발생시키고, 이 아크 열로 전극 와이어용 토치(110)의 전극 와이어(W1)를 용융시켜 용접이 이루어지게 하는 방식이다. The electrogas
피용접재(130)의 전면에는 수냉식 동담금(140)을, 배면에는 고정식 백킹재(150)를 설치하고, 공급되는 전극 와이어(W1)와 피용접재(130) 사이에 발생하는 아크를 통하여, 전극 와이어(W1)를 용융시켜, 용융 금속을 형성한다. Water-cooled
용접 캐리지 수단(180)은 전극 와이어용 토치(110)를 탑재하며, 제 1 용접 캐리지 수단(180)은 승강구동부(182)를 포함하며, 이 승강구동부(182)는 용접이 진행됨에 따라서, 용접 캐리지 수단(180) 및 전극 와이어용 토치(110)를 상승시킨다. The welding carriage means 180 includes a
전극 와이어용 토치(110)는 용접 캐리지 수단(180)에 고정부재(181)를 통하여 결합되며, 그에 따라서, 용접 캐리지 수단(180)과 전극 와이어용 토치(110)는 함께 움직인다. The
용접 캐리지 수단(180)은 지면에 고정된 지지부(170)에 대하여 용접 캐리지 수단(180)을 용접부 길이방향(도 3 의 Y 방향 혹은 피용접재의 두께방향)으로 움직일 수 있게 하는 길이방향 구동부(184)와 용접부 폭방향(도 3의 X 방향 혹은 피용접재의 길이방향)으로 움직일 수 있게 하는 폭방향 구동부(183) 및 용접 캐리지 수단(180)을 상항방향(도 3 의 Z 방향)으로 움직일 수 있게 하는 상술한 승강구동부(182)를 포함한다. The welding carriage means 180 is a
길이방향 구동부(184), 폭방향 구동부(183), 승강구동부(182)는 제어부(101)과 연결되어 있으며, 따라서, 제어부(101)는 용접 캐리지 수단(180)과 용접 캐리지 수단(180)과 함께 움직이는 전극 와이어용 토치(110)를 X-Y-Z방향으로 이동시킬 수 있다. The
한편, 지지대(170)에는 승강구동부(182)의 구동에 의해 용접 캐리지 수단(180)이 이동될 수 있는 레일(172)이 형성되어, 승강구동부(182)는 레일(172)을 따라서 용접 캐리지 수단(180)을 상하 방향으로 이동시킨다. On the other hand, the
또한, 폭방향 구동부(183)의 이동을 지지하는 폭방향 고정부(173), 길이방향 구동부(184)의 이동을 지지하는 길이방향 고정부(174)는 각가 폭방향 구동부(183), 길이방향 구동부(184)와 맞물려서 지지대(170)의 레일(172)을 따라서 용접 캐리지 수단(180)과 함께 상하 방향으로 이동가능하며, 용접 캐리지 수단(180)이 폭방향 혹은 길이방향으로 움직일 때 지지부로서의 역할을 한다.In addition, the
또한, 용접 캐리지 수단(180)에는 와이어 송급수단(102) 및 전원부(103)가 연결되어, 전극 와이어(W1)의 송급 및 전극 와이어(W1)에 전원을 공급한다. In addition, the wire feeding means 102 and the
도 4 에는 본 발명의 용접 캐리지 수단(180)을 다른 방향에서 본 사시도가 도시되어 있다. Figure 4 shows a perspective view of the welding carriage means 180 of the present invention from different directions.
도 4 에서 보이듯이, 길이방향 고정부(174), 폭방향 고정부(173)는 지지대(170)에 상하이동만이 가능하도록 돌기부(173a, 174a)를 통하여 지지대(170)에 상하방향으로 형성된 홈(172)에 연결되며, 따라서, 길이방향 고정부(174) 및 폭방향 고정부(173)는 용접 캐리지 수단(180)을 따라서 상하 방향으로 이동되면서도, 용접 캐리지 수단(180)이 폭방향 혹은 길이방향으로 움직이는 것을 가능하게 한다. As shown in FIG. 4, the
도 4 에서는 길이방향 고정부(174), 폭방향 고정부(173)가 돌기부(173a, 174a)와 홈(170a)으로 결합되는 것으로 도시하고 있으나, 이 외에 다른 방식을 사용하더라도 무방하다.In FIG. 4, the
또한, 길이방향 구동부(184), 폭방향 구동부(183)는 모터, 바람직하게는 슬라이드 모터를 사용하는 것이 바람직하다. In addition, the
도 5a 및 5b 에는 본 발명의 일렉트로 가스 아크 용접 장치(100)의 용접부(134)의 평면도가 도시되어 있다. 5A and 5B show plan views of the
도 5a 및 5b 에서 보이듯이, 일반적인 용접부(134)는 대략 'V'자형 형상을 가진다. 즉, 용접되는 판재 각각이 다른 방향으로 경사져있다. 그에 따라서, 루트측(백킹재측)은 좁은 영역을 가진다. 본 발명의 용접 장치(100)는 이러한 용접부(134)의 형상에 대응되도록 전극 와이어용 토치(110)를 이동시킨다. 그에 따라서, 전극 와이어용 토치(110)는 다중 이동선을 가지며 이동된다. As shown in FIGS. 5A and 5B, the
도 5a 와 같이 용접부(134)의 형상이 'V'자인 경우, 전극 와이어용 토치(110)는 용접부(134) 형상과 대응되도록 제 1 이동선(l1)을 따라서, 제 1 위치(110a), 제 2 위치(110b)로 이동되며, 제 2 위치(110b)에서 정지시간을 가진 후 다시 제 1 위치(110a)로 복귀한다. When the shape of the
그 후, 전극 와이어용 토치(110)는 용접부(134) 형상과 대응되도록 제 2 이동선(l2)을 따라서, 제 1 위치(110a)에서 제 3 위치(110c)로 이동되며, 제 3 위치(110c)에서 역시 제 2 위치(110b)와 동일하게 정지시간을 가진 후 다시 제 1 위치(110a)로 복귀한다. Thereafter, the
그 후 다시 제 1 위치(110a)->제 2 위치(110b)->제 1 위치(110a)->제 3 위치(110c)->제 1 위치(110a) 순으로 'V'자 형의 다중 이동선으로 왕복하면서 승강된다. After that, the
위와 같이, 전극 와이어용 토치(110)는 중간에 정지시간(dwell time)을 가지며, 이는 이동시 아크의 떨림으로 인한 전극 와이어(W1)의 용융량의 부족을 보완한다. 또한, 이러한 정지시간은 제어부(101)에 의해서 구동부(183, 184)를 구동시키지 않음으로써 제어가 가능하며, 용입량 부족이 판단되는 경우에, 혹은 아크의 불안정함이 감지된 경우 정지시간을 둠으로써, 용입량 부족에 대한 커버가 가능하다.As above, the
특히, 아크의 불안정은 전원부(103)의 출력단에 전류 센서(104)를 장착하여, 전류 센서에 의해 측정되는 값이 일정하게 유지되지 않는 것으로 파악할 수 있으며, 아크의 불안정이 감지된 경우 비전극 와이어의 송급을 제어하여 아크를 안정화 시킬 수 있다. In particular, the instability of the arc can be understood that the value measured by the current sensor is not kept constant by mounting the current sensor 104 at the output terminal of the
다르게는, 도 5b 에 도시된 바와 같이, 전극 와이어용 토치(110)는 제 1 이동선(l1)을 따라서, 제 1 위치 (110a)에서 제 2 위치(110b)로 이동되며, 그 다음 용접부(34) 폭방향에 평행한 제 2 이동선(l2)을 따라서 제 2 위치(110b) 에서 제 3 위치(110c)로 이동된다. 그 후, 전극 와이어용 토치(110)는 제 3 이동선(l3)을 따라서 제 3 위치(110c)에서 다시 제 1 위치(110a)로 복귀한다. Alternatively, as shown in FIG. 5B, the
도 5b 에서는 전극 와이어용 토치(110)는 제 1 이동선(l1), 제 2 이동선(l2) 및 제 3 이동선(l3)을 순차적으로 돌아가면서 이동되면서, 승강된다. In FIG. 5B, the
도 5c 는 용접부의 형상이 상이할 때, 전극 와이어용 토치(110)의 동작을 보이고 있다. 도 5c 에서도 도 5b 와 동일하게 전극 와이어용 토치(110)는 용접부(134)의 형상에 대응하는 제 1 이동선(l1)을 따라서, 제 1 위치 (110a)에서 제 2 위치(110b)로 이동되며, 그 다음 용접부(34) 폭방향에 평행한 제 2 이동선(l2)을 따라서 제 2 위치(110b) 에서 제 3 위치(110c)로 이동된다. 그 후, 전극 와이어용 토치(110)는 제 3 이동선(l3)을 따라서 제 3 위치(110c)에서 다시 제 1 위치(110a)로 복귀한다.5C shows the operation of the
이러한 일렉트로 가스 아크 용접 장치(100)의 용접 방법은 다음과 같다. The welding method of the electro gas
용접재(130) 및 전극 와이어용 토치(110)가 정위치에 세팅되며, 와이어 송급장치(102)에서 전극 와이어(W1)가 송급되면서, 전극 와이어(W1)로 전원이 공급된다. 그에 따라, 전극 와이어(W1)로부터 아크가 발생하여 그 아크에 전극 와이어(W1)가 용융된다. The
이렇게 아크가 형성되면서 전극 와이어(W1)가 용융될 때, 상기 전극 와이어용 토치(110)와 연결된 용접 캐리지 수단(180)가 구동된다. 용접 캐리지 수단(180)은 용융 금속이 원활이 용입될 수 있도록 용접부(134) 형상에 대응되는 다중 이동선으로 전극 와이어용 토치(110)를 이동시키며, 충분한 용융 금속이 용입되면 승강구동부가 용접 캐리지 수단(180)을 승강시킨다. When the electrode wire W1 is melted while the arc is formed, the
이와 같이, 전극 와이어용 토치(110)가 다중 이동선으로 이동되므로, 용접부(134)의 폭이 넓은 곳의 가장자리 쪽까지 용융 금속이 형성되며, 따라서, 용접부 전역에서 용융 금속의 용입은 원활하게되며, 용입부 전체적으로 균형잡힌 용입이 가능하다.In this way, since the
도 3 및 4 에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일렉트로 가스 아크 용접 장치(100)는 용접 캐리지 수단(180)을 용접부 폭방향 및 용접부 길이방향으로 모두 이동시킬 수 있으므로, 폭방향 이동부(183)과 길이방향 이동부(184)를 조합구동시킴으로써, 제 1 내지 제 3 이동선(l1~l3)을 따라서, 전극 와이어용 토치(110)를 이동시킬 수 있다. As described with reference to FIGS. 3 and 4, the electrogas
또한, 전극 와이어용 토치(110)가 용접부(34)의 형상에 대응되는 제 1 내지 제 3 이동선(l1~l3)을 따라서 이동됨으로써, 전극 와이어(W1)의 용융물을 용접부 전체에 균일하게 용입하는 것이 가능하다. In addition, the
특히, 피용접재(30)의 두께가 두꺼운 경우, 예를 들면 40mm 이상인 경우에, 페이스측 폭은 중앙부에서 하나의 이동선만을 가지고 전극 와이어용 토치(110)가 이동될 때, 용융물이 용입되는 데 한계가 있다. In particular, in the case where the thickness of the to-
본 발명의 일렉트로 가스 아크 용접 장치(100)의 경우 용입의 문제가 발생하지 않아서, 싱글 토치를 가지고도 40mm 이상의 두께를 용접하는 것이 가능하나, 종래와 같이 단일 이동선을 가지는 경우에는 40mm 이상의 두께를 가지는 피용접재를 용접하는 경우 용입 불량이 발생하여, 토치를 2개 사용하여야 하며, 그에 따라서 입열량이 증가되었다. In the case of the electrogas
하지만, 본 발명의 경우 동일한 두께에 대하여 싱글 토치만으로 용접이 가능하여, 결과적으로 용접 입열량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 40mm 이상의 두께를 가지는 피용접재를 용접하는 경우에 유리하다.However, in the case of the present invention, welding is possible with only a single torch for the same thickness, and as a result, the welding heat input amount can be reduced. Therefore, the present invention is advantageous in the case of welding a welded member having a thickness of 40 mm or more.
도 6 에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 6 shows another embodiment of the present invention.
도 6 의 일렉트로 가스 아크 용접 장치(200)는 주로 보호 가스 공급부(260)의 이산화탄소를 보호 가스로 사용하여 제 1 및 제 2 전극 와이어용 토치(210, 220)로 아크를 발생시키고, 이 아크 열로 제 1 및 제 2 전극 와이어용 토치(210, 220)의 전극 와이어(W1, W3)를 용융시켜 용접이 이루어지게 하는 방식이다. The electrogas
피용접재(230)의 전면에는 수냉식 동담금(240)을, 배면에는 고정식 백킹재(250)를 설치하고, 공급되는 전극 와이어(W1, W3)와 피용접재(230) 사이에 발생하는 아크를 통하여, 전극 와이어(W1)를 용융시켜, 용융 금속을 형성한다. An arc generated between the electrode wires W1 and W3 and the to-
제 1 용접 캐리지 수단(280)은 제 1 전극 와이어용 토치(210)를, 제 2 용접 캐리지 수단(290)은 제 2 전극 와이어용 토치(220)를 탑재하며, 제 1 용접 캐리지 수단(280)은 전극 와이어(W1, W3)의 용융으로 인하여 일정량의 용융 금속이 형성되면 지지부(270)에 대하여 제 1 및 제 2 용접 캐리지 수단(280, 290) 및 이에 연결된 제 1 및 제 2 전극 와이어용 토치(210, 220)를 상하 방향으로 이동가능하게 하는 승강구동부(282)를 포함하며, 이 승강구동부(282)는 용접이 진행됨에 따라서, 제 1 및 제 2 용접 캐리지 수단(280, 290) 및 제 1 및 제 2 전극 와이어용 토치(210, 220)를 상승시킨다.The first welding carriage means 280 mounts the
상기 승강구동부(282)는 제 1 용접 캐리지 본체(280)에만 형성되며, 제 1 용접 캐리지 본체(280)는 제 2 용접 캐리지 본체(290)와 상하 방향으로만 함께 이동 가능하게 연결된다. 즉, 제 2 용접 캐리지 본체(290)는 제 1 용접 캐리지 본체(280)와 상하방향(Z 방향)을 제외하고는 자유롭게 움직일 수 있다. The
제 1 및 제 2 전극 와이어용 토치(210, 220)는 제 1 및 제 2 용접 캐리지 수단(280, 290)에 고정부재(281, 291)를 통하여 각각 결합되며, 따라서, 제 1 용접 캐리지 본체(280)는 제 1 전극 와이어용 토치(110)와 제 2 용접 캐리지 본체(290)는 제 2 전극 와이어용 토치(120)와 함께 움직인다. The
제 1 용접 캐리지 수단(280)은 지면에 고정된 지지부(270)에 대하여 제 1 용접 캐리지 수단(280)을 용접부 길이방향(도 6 의 Y 방향 혹은 피용접재의 두께방향)으로 움직일 수 있게 하는 길이방향 구동부(284)와 용접부 폭방향(도 6의 X 방향 혹은 피용접재의 길이방향)으로 움직일 수 있게 하는 폭방향 구동부(283) 를 포함한다. The first welding carriage means 280 is a length that allows the first welding carriage means 280 to move in the longitudinal direction of the welded portion (Y direction in FIG. 6 or the thickness direction of the welded material) with respect to the
제 2 용접 캐리지 수단(290)은 지면에 고정된 지지부(270)에 대하여 제 2 용접 캐리지 수단(290)을 용접부 길이방향(도 6 의 Y 방향 혹은 피용접재의 두께방향)으로 움직일 수 있게 하는 길이방향 구동부(294)를 포함한다.The second welding carriage means 290 is a length that allows the second welding carriage means 290 to move in the longitudinal direction of the welded portion (Y direction in FIG. 6 or the thickness direction of the welded material) with respect to the
길이방향 구동부(284, 294), 폭방향 구동부(283), 승강구동부(282)는 제어부(201)과 연결되어 있으며, 따라서, 제어부(201)는 제 1 용접 캐리지 수단(280)과 제 1 용접 캐리지 수단(280)과 함께 움직이는 제 1 전극 와이어용 토치(210)를 X-Y-Z방향으로, 제 2 용접 캐리지 수단(290)과 제 2 용접 캐리지 수단(290)과 함께 움직이는 제 2 전극 와이어용 토치(220)를 Y-Z 방향으로 이동시킬 수 있다. The
한편, 지지대(270)에는 승강구동부(282)의 구동에 의해 제 1 및 제 2 용접 캐리지 수단(280, 290)이 함께 이동될 수 있는 레일(272)이 형성되어, 승강구동부(282)는 레일(272)을 따라서 제 1 및 제 2 용접 캐리지 수단(280, 290)을 상하 방향으로 이동시킨다. Meanwhile, the
또한, 폭방향 구동부(283)의 이동을 지지하는 폭방향 고정부(273), 길이방향 구동부(284, 294)의 이동을 지지하는 길이방향 고정부(274, 276)는 각가 폭방향 구동부(283), 길이방향 구동부(284, 294)와 맞물려서 지지대(270)의 레일(272)을 따라서 제 1 및 제 2 용접 캐리지 수단(280, 290)과 함께 상하 방향으로 이동되며, 제 1 용접 캐리지 수단(280)이 폭방향 혹은 길이방향으로, 제 2 용접 캐리지 수단(290)이 길이방향으로 각각 움직일 때 지지부로서의 역할을 한다.In addition, the widthwise fixing
또한, 제 1 및 제 2 용접 캐리지 수단(280, 290)에는 와이어 송급수단(202) 및 전원부(203)가 연결되어, 전극 와이어(W1, W3)의 송급 및 전극 와이어(W1, W3)에 전원을 공급한다. In addition, the wire supply means 202 and the
도 7a 및 도 7b 에는 도 6 의 일렉트로 가스 아크 용접 장치(200)의 용접부(234)의 평면도가 도시되어 있다. 7A and 7B show plan views of the
도 7a 에서 보이듯이, 용접부(234)는 대략 'V'자형 형상을 가진다. 즉, 용접되는 판재 각각이 다른 방향으로 경사져있다. 그에 따라서, 루트측(백킹재측)은 좁은 영역을 가진다. 본 발명의 용접 장치(200)에서 제 2 전극 와이어용 토치(220)는 루트측에 배치되며, 제 1 전극 와이어용 토치(210)는 페이스측에 배치된다.As shown in FIG. 7A, the
용접부(234)는 루트측에서는 좁은 폭을 페이스측에서는 넓은 폭을 가지므로, 본 발명의 용접 장치(200)는 용접부(234)의 형상에 대응되도록 제 2 전극 와이어용 토치(220)는 길이방향으로 단일 이동선을 가지며 이동되며, 즉, 제 1 위치(220a)에서 제 2 위치(220b)로 왕복시키며, 제 1 전극 와이어용 토치(210)는 다중 이동선을 가지며 이동된다. 제 2 전극 와이어용 토치(220)의 경우, 제 1 위치 및 제 2 위치(220a, 220b)에서 정지시간을 두는 것도 가능하다. Since the
제 1 전극 와이어용 토치(210)는 용접부(234) 형상과 대응되도록 제 1 이동선(l1)을 따라서, 제 1 위치(210a), 제 2 위치(210b)로 이동되며, 제 2 위치(210b)에서 정지시간을 가진 후 다시 제 1 위치(210a)로 복귀한다. 그 후, 제 1 전극 와이어용 토치(210)는 용접부(234) 형상과 대응되도록 제 2 이동선(l2)을 따라서, 제 1 위치(210a)에서 제 3 위치(210c)로 이동되며, 제 3 위치(210c)에서 역시 제 2 위치(210b)와 동일하게 정지시간을 가진 후 다시 제 1 위치(210a)로 복귀한다. The
그 후 다시 제 1 위치(210a)->제 2 위치(210b)->제 1 위치(210a)->제 3 위치(210c)->제 1 위치(210a) 순으로 'V'자 형의 다중 이동선으로 왕복하면서 승강된다. After that, the
따라서, 루트측에 위치하는 제 2 전극 와이어용 토치(220)는 길이방향으로의 단일 이동선을 왕복하며, 페이스측에 위치하는 제 1 전극 와이어용 토치(210)는 제 1 이동선 및 제 2 이동선(l1, l2)을 따라서 이동되면서 용접부(234)의 가장자리로 용융 금속을 용입시킨다. Therefore, the second
또한, 도 3 의 실시예와 동일하게 정지시간을 둠으로써, 용입량 부족에 대한 보완이 가능하다. 또한, 용접부(234)의 폭이 넓은 페이스측의 제 1 전극 와이어용 토치는 용접부(234) 형상에 대응되는 다중 이동선을 가지므로, 용접부(234)의 폭이 넓음으로 인한 용입 불량이 발생되지 않는다. In addition, by providing a stop time in the same manner as in the embodiment of FIG. In addition, since the torch for the first electrode wire on the face side of the wide side of the
이와 같이, 용접부(234)의 폭이 상이한 루트와 페이스측의 전극 와이어(W1, W3)의 이동선을 다르게 함으로써, 용접부(234)의 형상에 대응되는 이동선을 각각 가지게 할 수 있다. 또한, 같이 움직일 필요가 없으므로, 용접부(234)의 폭이 좁아 움직일 공간이 없는 제 2 전극 와이어용 토치(220)와 달리 제 1 전극 와이어용 토치(210)는 페이스측의 용접부(234) 가장자리까지 이동될 수 있으며, 그에 따라서 용융 금속의 용입은 원활해질 수 있다.In this manner, by varying the moving lines of the roots having different widths of the
다르게는, 도 7b 에 도시된 바와 같이, 제 2 전극 와이어용 토치(220)는 이동되지 않고 한 지점에서 고정되어 용융되며, 제 1 전극 와이어용 토치(110)만 다중 이동선을 따라서 이동되는 것도 가능하다. Alternatively, as shown in FIG. 7B, the
제 2 전극 와이어용 토치(220)는 루트측의 한 지점에 고정되며, 제 1 전극 와이어용 토치(210)는 제 1 이동선(l1)을 따라서, 제 1 위치 (210a)에서 제 2 위치(210b)로 이동되며, 그 후 용접부(234) 폭방향에 평행한 제 2 이동선(l2)을 따라서 제 2 위치(210b) 에서 제 3 위치(210c)로, 제 3 이동선(l3)을 따라서 제 3 위치(210c)에서 다시 제 1 위치(210a)로 복귀한다. The
이와 같이, 제 2 전극 와이어용 토치(220)가 움직이지 않는 것은 상기 용접 장치(200)에서 길이방향 구동부(294)를 구동시키지 않음으로써 달성 가능하다. 이렇게 제 2 전극 와이어용 토치(220)가 움직이지 않는 경우, 아크가 안정적으로 형성되어 용융량이 많아진다는 장점이 있으므로, 용접부(234)의 형상에 따라서 제 2 전극 와이어용 토치(220)를 구동시킬 것인지는 사용자가 선택할 수 있다. As such, the second
다르게는, 본 발명의 일렉트로 가스 아크 용접 장치(200)에서 제 2 용접 캐리지 수단(290) 없이 제 1 용접 캐리지 수단(280)에 제 1 전극 와이어용 토치(210) 및 제 2 전극 와이어용 토치(220)를 함께 고정시켜, 제 1 전극 와이어용 토치(210)와 제 2 전극 와이어용 토치(220)가 함께 움직이게 하는 것도 가능하다. Alternatively, the
도 8 에는 이러한 일렉트로 가스 아크 용접 장치(200)에서 용접부(234)의 평면도가 도시되어 있다. 8 shows a plan view of the
도 8 에서 보이듯이, 제 1 및 제 2 전극 와이어용 토치(210, 220)은 동일하게 용접부(234) 형상에 대응하는 다중 이동선을 따라서 이동된다. 이와 같은 경우에 별도의 용접 캐리지 수단(290) 및 이 용접 캐리지 수단을 이동시키기 위한 구동부(294) 및 구동부(294)를 지지하기 위한 지지부(276)가 필요없게 되므로, 구성이 간단해질 수 있다. As shown in FIG. 8, the
나아가, 도 9 의 일렉트로 가스 아크 용접 장치(200)는 제 1 및 제 2 전극 와이어용 토치(210, 220)에 형성되는 각각의 아크로 비전극 와이어를 공급하는 제 1 및 제 2 비전극 와이어용 토치(215, 225)를 더 포함하며, 각 비전극 와이어용 토치(215, 225)는 비전극 와이어가 향하는 아크를 형성하는 전극 와이어용 토치와 동일한 용접 캐리지 수단(280, 290)에 연결된다. Further, the electrogas
즉, 제 1 비전극 와이어용 토치(215)는 제 1 전극 와이어용 토치(210)의 전극 와이어(W1)가 생성하는 아크로 공급되며, 제 1 전극 와이어용 토치(210)와 함께 제 1 용접 캐리지 수단(280)에 고정된다. 또한, 제 2 비전극 와이어용 토치(225)는 제 2 전극 와이어용 토치(220)의 전극 와이어(W3)가 생성하는 아크로 공급되며, 제 1 전극 와이어용 토치(220)와 함께 제 1 용접 캐리지 수단(290)에 고정된다.That is, the
도 9 의 실시예의 경우, 제 1 및 제 2 비전극 와이어용 토치(215, 225)가 각 제 1 및 제 2 용접 캐리지 수단(280, 290)에 고정되며, 그에 따라서 비전극 와이어 송급수단이 포함된다는 것을 제외하고는 도 6 의 실시예와 동일하다. In the embodiment of FIG. 9, the
100, 200: 일렉트로 가스 아크 용접 장치 101, 201: 제어부
102, 202: 와이어 송급수단 103, 203: 전원부
110, 210, 220: 전극 와이어용 토치 130, 230: 용접재
140, 240: 동담금 150, 250: 백킹재
170, 270: 지지부 173, 273: 폭방향 지지부
174, 274, 276: 길이방향 지지부
180, 280, 290: 용접 캐리지 수단
183, 283: 폭방향 구동부 184, 284, 294: 길이방향 구동부100, 200: electro-gas
102, 202: wire supply means 103, 203: power supply unit
110, 210, 220: torch for
140, 240:
170, 270:
174, 274, 276 longitudinal supports
180, 280, 290: welding carriage means
183, 283: widthwise
Claims (9)
상기 전극 와이어용 토치가 연결되되, 상기 전극 와이어용 토치가 용접부 형상에 대응하는 다중 이동선을 갖게하는 용접 캐리지 수단; 및
상기 용접 캐리지 수단을 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 용접 캐리지 수단은 전극 와이어용 토치를 용접부의 길이 방향으로 이동시키는 제 1 구동부와, 전극 와이어용 토치를 용접부의 폭 방향으로 이동시키는 제 2 구동부를 포함하며,
상기 제어부는 용접 중 상기 제 1 구동부와 제 2 구동부를 함께 제어하여, 상기 다중 이동선을 갖도록 제어하는 일렉트로 가스 아크 용접 장치.A torch for electrode wires on which electrode wires are mounted at the tip;
Welding carriage means to which the torch for the electrode wire is connected, wherein the torch for the electrode wire has multiple moving lines corresponding to the shape of the welded part; And
It includes a control unit for controlling the welding carriage means,
The welding carriage means includes a first driving part for moving the torch for electrode wires in the longitudinal direction of the welding part, and a second driving part for moving the torch for electrode wires in the width direction of the welding part,
And the control unit controls the first driving unit and the second driving unit together during welding to control to have the multiple moving lines.
상기 용접부는 V 형상을 가지며, 상기 제 1 구동부와 제 2 구동부는 상기 전극 와이어용 토치가 V 혹은 삼각형의 이동선을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 아크 용접 장치.The method of claim 1,
And the welding part has a V shape, and the first driving part and the second driving part are configured such that the torch for the electrode wire has a V or a triangle moving line.
2 이상의 전극 와이어용 토치를 포함하며,
상기 전극 와이어용 토치 중 루트 측에 배치되는 전극 와이어용 토치는 상기 용접 캐리지 수단과 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 상하 방향으로 함께 움직이도록 연결된 제 2 용접 캐리지 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 아크 용접 장치.The method according to claim 1 or 3,
A torch for at least two electrode wires,
Electro-gas arc welding, the electrode wire torch disposed on the root side of the torch for electrode wire is connected to the second welding carriage means connected to move together in the vertical direction of the welding carriage means and the electro-gas arc welding apparatus. Device.
상기 제 2 용접 캐리지 수단은 제 2 구동수단를 포함하며,
상기 제 2 구동수단은 상기 제 2 용접 캐리지 수단에 연결된 전극 와이어용 토치가 단일 이동선을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 아크 용접 장치. The method of claim 4, wherein
The second welding carriage means comprises a second drive means,
And the second driving means is configured such that the torch for electrode wire connected to the second welding carriage means has a single moving line.
상기 전극 와이어용 토치의 전극 와이어에 의해 형성된 각각의 아크로 비전극 와이어를 공급하는 비전극 와이어용 토치를 더 포함하며,
각 비전극 와이어용 토치는 비전극 와이어가 향하는 아크를 형성하는 전극 와이어용 토치와 동일한 용접 캐리지 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 아크 용접 장치.The method of claim 5, wherein
Further comprising a torch for a non-electrode wire for supplying the non-electrode wire to each arc formed by the electrode wire of the torch for the electrode wire,
And the torch for each non-electrode wire is connected to the same welding carriage means as the torch for the electrode wire forming an arc to which the non-electrode wire is directed.
상기 용접 단계는 용접부의 형상에 대응되게 이동되도록 상기 전극 와이어를 용접부 형상에 대응하여 용접부의 길이 방향 및 용접부의 폭방향으로 동시에 이동시키면서 용접하는 일렉트로 가스 아크 용접 방법.A wire feeding step of supplying an electrode wire and a welding step of welding a welding object having a thickness of 40 mm or more by melting the electrode wire with an arc generated by supplying a current through the electrode wire,
And the welding step welds the electrode wire while simultaneously moving the electrode wire in the longitudinal direction of the weld portion and the width direction of the weld portion corresponding to the weld portion shape so as to move corresponding to the shape of the weld portion.
상기 용접 단계는 상기 전극 와이어를 왕복 도중 소정시간만큼 정지했다가 이동시키는 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 아크 용접 방법.The method of claim 7, wherein
And the welding step stops and moves the electrode wire for a predetermined time during reciprocation.
상기 용접 단계는 2 이상의 전극 와이어를 통하여 각각 아크를 생성하여 용접 대상물을 용접하며,
전극 와이어에 의해 생성된 아크를 비전극 와이어를 추가로 용융시키는 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 아크 용접 방법.The method of claim 7, wherein
The welding step is to generate an arc through each of the two or more electrode wires to weld the welding object,
The arc generated by the electrode wire further melts the non-electrode wire.
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