KR101328711B1 - 밸브용접용 용접장치 - Google Patents

Abstract

예열유닛, 항온이동유닛, 및 용접유닛으로 구성하여, 밸브의 용접 작업 시, 예열유닛을 통해 고온으로 밸브를 예열하는 예열단계를 거친 후, 용접단계로 이동 시, 항온이동유닛을 통해 예열된 밸브의 온도를 유지시키는 항온 이동단계를 거치도록 하여 용접단계까지 밸브의 예열온도를 유지함으로써, 밸브의 온도변화에 따른 용접품질 산포를 방지하도록 하는 밸브용접용 용접장치를 제공한다.

밸브, Co-Mo-Cr계 살붙임 용접, 용접산포, 예열유닛, 항온이송유닛, 용접유닛

Description

밸브용접용 용접장치{WELDING DEVICE FOR VALVE WELDING}

본 발명은 밸브용접용 용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 예열유닛, 항온이동유닛, 및 용접유닛으로 구성하여, 밸브의 용접 작업 시, 예열유닛을 통해 고온으로 밸브를 예열하는 예열단계를 거친 후, 용접단계로 이동 시, 항온이동유닛을 통해 예열된 밸브의 온도를 유지시키는 항온 이동단계를 거치도록 하여 용접단계까지 밸브의 예열온도를 유지하여 온도변화에 따른 용접품질 산포를 방지하도록 하는 밸브용접용 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 용접은 같은 종류 또는 다른 종류의 금속재료에 열과 압력을 가하여 고체 사이에 직접 결합이 되도록 접합시키는 방법으로, 크게 나누어 융접법과 압접법이 있으며, 융접법은 접합부에 금속재료를 가열.용융시켜 서로 다른 두 재료의 원자 결합을 재배열하여 결합시키는 방법으로 아크용접공법, 가스용접공법, 테르밋 용접공법 등이 있다.

이 중, 가스용접공법은 가스가 연소할 때 내는 높은 열을 이용해서 금속의 일부를 녹여 용접하는 방법으로 가스로는 아세틸렌, 수소, 프로판, 및 석탄 가스가 이용되며, 이것을 산소 가스와 혼합 및 점화해서 사용하는 것이다.

이러한 가스용접 공법이 적용되는 차량용 밸브의 Co-Mo-Cr계 살붙임 용접에서는 살붙임 용접작업 대상물인 밸브를 예열기를 통하여 예열한 후, 예열된 밸브에 용접기를 통한 용접작업을 실시하여 용접작업을 하게 된다.

여기서, 상기 밸브의 예열온도는 보통 400℃ ∼ 700℃의 범위 안에서 예열이 이루어지며, 예열작업대 상에서 상기 밸브의 예열작업 후, 용접작업을 위한 작업위치로 이송되어 용접작업을 수행하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 살붙임 용접에서 상기 밸브의 예열 작업 시, 그 예열온도가 400℃ ∼ 700℃의 낮은 온도범위 안에서 이루어지고, 상기 예열 작업 후에 예열된 밸브를 용접작업을 위한 작업위치로 이송 시에는 별도의 온도유지수단이 없이 상온상태에서 이송시킴에 따라, 밸브의 예열온도가 떨어지게 되며, 특히 동절기에는 온도편차가 크게 발생되어 용접작업 후 용접 부위의 용접품질 산포가 발생되는 문제점이 있다.

또한, 상기 밸브의 예열온도가 400℃ ∼ 700℃의 낮은 온도범위 안에서 이루어지고, 용접작업을 위한 이송 시에 그 예열온도가 낮아지게 됨에 따라, 용접작업이 완료된 밸브 용접 부위에서 고온 윤활 특성이 우수한 금속간 화합물 괴상 또는 구형의 형상이 발현되지 못하게 되는 문제점도 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 예열유닛, 항온이동유닛, 및 용접유닛으로 구성하여, 밸브의 용접 작업 시, 예열유닛을 통해 고온으로 밸브를 예열하는 예열단계를 거친 후, 용접단계로 이동 시, 항온이동유닛을 통해 예열된 밸브의 온도를 유지시키는 항온 이동단계를 거치도록 하여 용접단계까지 밸브의 예열온도를 유지함으로써, 밸브의 온도변화에 따른 용접품질 산포를 방지하도록 하는 밸브용접용 용접장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 밸브용접용 용접장치는 밸브용접용 용접장치에 있어서,

예열작업대 상에 안착되는 밸브를 제1화염분사기와 제1전기히터를 이용해 예열하는 예열유닛; 상기 예열유닛을 통해 예열된 상기 밸브를 용접 작업대 상에 안착 후, 용접기와 제2화염분사기를 통하여 용접하는 용접유닛; 상기 예열유닛과 용접유닛을 연결하며, 상기 예열유닛을 통해 예열된 상기 밸브를 제3화염분사기와 제3전기히터를 이용해 온도를 유지하여 상기 용접유닛으로 이송하는 항온이송유닛; 을 포함한다.

상기 예열유닛은 예열하기 위한 밸브를 안착하는 예열 작업대; 상기 예열 작업대의 둘레를 감싸고 상부에는 상기 밸브의 이송방향을 따라 제1이송슬롯이 형성되며, 인너 하우징과 아웃터 하우징으로 구성되는 예열 하우징; 상기 예열 하우징 내부에 설치되어 그 내부온도를 유지시키는 제1전기히터; 그리고 상기 예열 하우징의 양측에 설치되어 상기 예열 작업대 상에 안착된 상기 밸브를 불꽃을 이용하여 예열시키는 제1화염분사기;를 포함한다.

상기 예열 하우징은 그 인너 하우징과 아웃터 하우징 사이에 단열재가 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기 용접유닛은 용접작업을 하기 위한 상기 밸브를 안착하는 용접 작업대; 상기 용접 작업대의 둘레를 감싸고 상부에는 상기 밸브의 이송방향을 따라 제2이송슬롯이 형성되며, 인너 하우징과 아웃터 하우징으로 구성되는 용접 하우징; 상기 용접 하우징 내부에 설치되어 그 내부온도를 유지시키는 제2전기히터; 상기 용접 하우징의 일측에 설치되어 상기 용접 작업대 상에 안착된 상기 밸브를 불꽃을 이용하여 온도를 유지시키는 제2화염분사기; 그리고 상기 용접 하우징의 타측에 설치되어 상기 용접 작업대 상에 안착된 상기 밸브를 용접하는 용접기;를 포함한다.

상기 용접 하우징은 그 인너 파이프와 아웃터 파이프 사이에 단열제가 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기 항온이송유닛은 상기 예열유닛과 용접유닛을 연결하며, 내부 중앙에는 상기 밸브의 이송통로가 형성되고, 그 상부에는 상기 밸브의 이송방향을 따라 제3이송슬롯이 형성되며, 인너 하우징과 아웃터 하우징으로 구성되는 이송 하우징; 상기 이송 하우징 내부의 온도를 유지하도록 상기 이송 하우징의 이송통로 상에 설치되는 제3전기히터; 그리고 상기 이송 하우징의 양측에 일정간격으로 설치되는 다수개의 제3화염분사기;를 포함한다.

상기 이송 하우징은 그 인너 파이프와 아웃터 파이프 사이에 단열재가 장착되는 것을 특징으로 한다.

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상술한 바와 같이 본 발명에 따른 밸브용접용 용접장치에 의하면, 항온이동유닛이 적용된 항온이동단계를 공정에 추가하여 고온으로 예열된 밸브의 온도를 용접 작업 시까지 유지시킴으로써, 밸브의 온도 변화에 따른 용접품질 산포를 방지하는 효과가 있다.

또한, 상기 밸브를 700℃ ∼ 1200℃ 범위 내에의 고온 상태로 예열한 후, 그 예열온도를 유지시킨 상태로 용접작업을 완료함으로써, 밸브 용접 부위가 종래 낮은 예열온도로 예열한 후, 용접작업이 완료된 밸브 용접 부위에 비해 고온 윤활 특성이 우수한 금속간 화합물 괴상 또는 구형의 형상을 발현시키는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밸브용접용 용접장치의 외형도 및 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밸브 용접방법에 따른 공정 블록도이다.

차량용 밸브의 Co-Mo-Cr계 살붙임 용접작업에 적용되는 본 발명의 실시예에 따른 밸브용접용 용접장치(1)는, 도 1과 도 2에서 도시한 바와 같이, 밸브를 예열하는 예열유닛(10)과, 상기 예열유닛(10)을 통해 예열된 상기 밸브를 용접하는 용접유닛(20)과, 상기 예열유닛(10)과 용접유닛(20)을 연결하며, 상기 예열유닛(10)을 통해 예열된 상기 밸브를 온도를 유지하여 용접유닛(30)으로 이송하는 항온이송 유닛(30)으로 구성된다.

여기서, 상기 예열유닛(10)은, 작업 대상물인 상기 밸브가 안착되는 예열 작업대(11)가 구비되고, 상기 예열 작업대(11)의 둘레를 감싸는 예열 하우징(13)이 구성된다.

상기 예열 하우징(13)은 그 상부에 상기 밸브의 이송방향을 따라 제1이송슬롯(14)이 형성되며, 인너 하우징(15)과 아웃터 하우징(16)으로 구성된다.

여기서, 상기 예열 하우징(13)은 그 인너 하우징(14)과 아우터 하우징(16) 사이에 단열재(40)가 장착되는 것이 바람직하다.

이러한 예열 하우징(13) 내부에는 제1전기히터(17)가 설치되어 그 내부온도를 유지시키게 된다.

그리고 상기 예열 하우징(13)의 양측에는 제1화염분사기(19)가 각각 설치되어 상기 예열 작업대(11) 상에 안착된 상기 밸브를 불꽃을 이용하여 설정온도로 예열시키게 된다.

여기서, 상기 밸브의 예열 설정온도는 700℃ ∼ 1200℃ 범위 내로 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 상기 예열유닛(10)은 상기 각 제1화염분사기(19)를 이용하여 상기 예열 작업대(11) 상에 안착된 밸브를 설정온도로 예열시킨 후, 그 예열온도가 떨어지지 않도록 상기 제1전기히터(17)를 통하여 상기 예열 하우징(13) 내부의 온도를 유지시키게 된다.

그리고 상기 용접유닛(20)은 용접작업을 하기 위한 상기 밸브를 안착하는 용 접 작업대(21)가 구비되고, 상기 용접 작업대의 둘레를 감싸는 용접 하우징(23)이 구성된다.

상기 용접 하우징(23)은 그 상부에 상기 밸브의 이송방향을 따라 제2이송슬롯(24)이 형성되며, 인너 하우징(25)과 아웃터 하우징(26)으로 구성된다.

여기서, 상기 용접 하우징(23)은 그 인너 하우징(25)과 아웃터 하우징(26) 사이에 단열재(40)가 장착되는 것이 바람직하다.

이러한 용접 하우징(23) 내부에는 제2전기히터(27)가 설치되어 그 내부온도를 유지시키게 된다.

상기한 용접 하우징(23)의 일측에는 제2화염분사기(28)가 설치되어 상기 용접 작업대(21) 상에 안착된 상기 밸브를 불꽃을 이용하여 일정온도로 유지시키게 되고, 그 타측에는 용접기(29)가 설치되어 상기 용접 작업대(21) 상에 안착된 상기 밸브를 상기 용접기(29)를 통하여 용접작업을 수행하게 된다.

그리고 상기 항온이송유닛(30)은 상기 예열유닛(10)과 용접유닛(20)의 사이에 이송 하우징(31)이 구성되어 상기 예열 하우징(13)과 용접 하우징(23)을 상호 연결하게 된다.

상기 이송 하우징(31)은 내부 중앙에 상기 밸브의 이송통로(33)가 형성되고, 그 상부에는 상기 밸브의 이송방향을 따라 제3이송슬롯(34)이 형성되며, 인너 하우징(35)과 아웃터 하우징(36)으로 구성된다.

여기서, 상기 이송 하우징(31)은 그 인너 파이프(35)와 아웃터 파이프(36) 사이에 단열재(40)가 장착되는 것이 바람직하다.

이러한 이송 하우징(31)의 이송통로(33) 상에는 제3전기히터(37)가 설치되어, 상기 이송 하우징(31) 내부의 온도를 유지하게 된다.

그리고 상기 이송 하우징(31)의 양측에는 4개의 제3화염분사기(39)가 일정간격으로 설치되며, 상기 예열유닛(10)을 통하여 예열된 상기 밸브가 용접유닛(20)으로 이송 시, 상기 밸브의 예열 온도를 상기 제3전기히터(37)와 함께 유지시키는 역할을 하게 된다.

즉, 상기 항온이송유닛(30)은 상기 예열유닛(10)을 통해 예열된 상기 밸브가 용접유닛(20)으로 이송되기까지 상기 제3전기히터(37)와 각 제3화염분사기(39)를 통하여 그 예열온도를 유지시킨 상태로 이송시키게 된다.

여기서, 상기 제1,제2,제3이송슬롯(14)(24)(34)은 상기 밸브가 상기 용접장치(1) 내부에서 이송 시, 상기 각 하우징(13)(23)(31)과 간섭 발생을 방지하는 역할을 하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 밸브용접용 용접장치의 작동 및 밸브 용접방법을 도 3을 통하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 밸브 용접방법은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 예열단계(S1), 항온이송단계(S2), 및 용접단계(S3)로 이루어진다.

먼저, 상기 예열단계(S1)에서는, 상기 예열 작업대(11) 상에 안착된 밸브를 상기 예열유닛(10)의 제1전기히터(17)와 제1화염분사기(19)를 통하여 예열한다.

여기서, 상기 예열단계(S1)는 상기 밸브의 용접 부위에 고온 윤활 특성이 우수한 금속간 화합물 괴상과 구형의 형상을 발현시키기 위하여 그 예열온도가 700℃ ∼ 1200℃ 범위 내에서 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 예열단계(S1)가 완료되면, 다음으로 항온이송단계(S2)를 수행하게 된다.

상기 항온이송단계(S2)에서는 상기 예열단계(S1)에서 예열된 밸브를 항온이송유닛(30)의 제3전기히터(37)와 각 제3화염분사기(39)를 통하여 상기 밸브의 예열온도를 유지면서 상기 용접유닛(20)으로 이송한다.

상기 항온이송단계(S2)가 완료되면, 다음으로 용접단계(S3)를 수행하게 된다.

상기 용접단계(S3)에서는 상기 항온이송단계(S2)에서 예열된 온도를 유지하면서 이송된 밸브를 상기 용접유닛(30)의 용접기(29)를 통하여 용접하여 상기 밸브의 용접작업을 완료하게 된다.

여기서, 상기 용접단계(S3)에서 상기 밸브의 용접 작업 시에는 상기 제2전기히터(27)와 제2화염분사기(28)를 통하여 상기 용접 하우징(23)의 내부온도를 유지한 상태로 용접작업을 수행하게 된다.

따라서, 밸브의 Co-Mo-Cr계 살붙임 용접작업에서 본 발명의 밸브용접용 용접장치를 이용한 밸브 용접방법을 적용하면, 상기 예열단계(S1)에서 예열유닛(10)을 통하여 예열된 상기 밸브를 상기 용접유닛(20)을 통하여 용접작업을 하는 용접단계(S3)로 이송하는 과정에서, 상기 항온이송유닛(30)을 통하여 상기 밸브의 예열온도를 유지시키는 상기 항온이송단계(S2)를 추가함으로써, 상기 밸브의 예열온도를 일정하게 유지시킨 상태로 상기 밸브의 용접작업을 완료하여 밸브의 온도 변화에 따른 용접품질 산포를 방지하게 된다.

또한, 상기 밸브를 700℃ ∼ 1200℃ 범위 내에의 고온 상태로 예열한 후, 그 예열온도를 유지시킨 상태로 용접작업을 완료함으로써, 밸브 용접 부위가 종래 낮은 예열온도로 예열한 후, 용접작업이 완료된 밸브 용접 부위에 비해 고온 윤활 특성이 우수한 금속간 화합물 괴상 또는 구형의 형상을 발현시키게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밸브용접용 용접장치의 외형도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밸브용접용 용접장치의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밸브 용접방법에 따른 공정 블록도이다.

Claims (9)

1. 밸브용접용 용접장치에 있어서,

   예열작업대 상에 안착되는 밸브를 제1화염분사기와 제1전기히터를 이용해 예열하는 예열유닛;

   상기 예열유닛을 통해 예열된 상기 밸브를 용접 작업대 상에 안착 후, 용접기와 제2화염분사기를 통하여 용접하는 용접유닛; 그리고

   상기 예열유닛과 용접유닛을 연결하며, 상기 예열유닛을 통해 예열된 상기 밸브를 제3화염분사기와 제3전기히터를 이용해 온도를 유지하여 상기 용접유닛으로 이송하는 항온이송유닛;을 포함하고,

   상기 예열유닛은

   예열하기 위한 밸브를 안착하는 예열 작업대;

   상기 예열 작업대의 둘레를 감싸고 상부에는 상기 밸브의 이송방향을 따라 제1이송슬롯이 형성되며, 인너 하우징과 아웃터 하우징으로 구성되는 예열 하우징;

   상기 예열 하우징 내부에 설치되어 그 내부온도를 유지시키는 제1전기히터; 그리고

   상기 예열 하우징의 양측에 설치되어 상기 예열 작업대 상에 안착된 상기 밸브를 불꽃을 이용하여 예열시키는 제1화염분사기;

   를 포함하는 밸브용접용 용접장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 예열 하우징은

   그 인너 하우징과 아웃터 하우징 사이에 단열재가 장착되는 것을 특징으로 하는 밸브용접용 용접장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 용접유닛은

   용접작업을 하기 위한 상기 밸브를 안착하는 용접 작업대;

   상기 용접 작업대의 둘레를 감싸고 상부에는 상기 밸브의 이송방향을 따라 제2이송슬롯이 형성되며, 인너 하우징과 아웃터 하우징으로 구성되는 용접 하우징;

   상기 용접 하우징 내부에 설치되어 그 내부온도를 유지시키는 제2전기히터;

   상기 용접 하우징의 일측에 설치되어 상기 용접 작업대 상에 안착된 상기 밸브를 불꽃을 이용하여 온도를 유지시키는 제2화염분사기; 그리고

   상기 용접 하우징의 타측에 설치되어 상기 용접 작업대 상에 안착된 상기 밸브를 용접하는 용접기;

   를 포함하는 밸브용접용 용접장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 용접 하우징은

   그 인너 파이프와 아웃터 파이프 사이에 단열제가 장착되는 것을 특징으로 하는 밸브용접용 용접장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 항온이송유닛은

   상기 예열유닛과 용접유닛을 연결하며, 내부 중앙에는 상기 밸브의 이송통로가 형성되고, 그 상부에는 상기 밸브의 이송방향을 따라 제3이송슬롯이 형성되며, 인너 하우징과 아웃터 하우징으로 구성되는 이송 하우징;

   상기 이송 하우징 내부의 온도를 유지하도록 상기 이송 하우징의 이송통로 상에 설치되는 제3전기히터; 그리고

   상기 이송 하우징의 양측에 일정간격으로 설치되는 다수개의 제3화염분사기;

   를 포함하는 밸브용접용 용접장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 이송 하우징은

   그 인너 파이프와 아웃터 파이프 사이에 단열재가 장착되는 것을 특징으로 하는 밸브용접용 용접장치.
8. 삭제
9. 삭제

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