KR101359234B1 - 다전극 서브머지드 아크용접장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예는, 다전극 서브머지드 아크용접장치에 있어서, 상기 다전극의 제 1전극 및 제 2전극은 상기 서브머지드 아크용접의 용접선상에 상호 직렬로 구비되고, 제 3전극 및 제 4전극은 상기 제 2전극의 후행에, 용접선과 이격되도록 구비된 다전극 서브머지드 아크용접장치에 관한 것이다.

Description

다전극 서브머지드 아크용접장치{MULTIPLE ELECTRODE SUBMERGED ARC WELDING APPARATUS}
본 발명은 다전극 서브머지드 아크용접장치에 있어서, 다전극의 배치에 관한 것이다.
최근들어, 석유나 천연가스와 같은 천연 자원의 가격 상승이나 고갈로 인하여 그러한 자원들의 개발 구역이 점차 한랭지로 이동하기 시작하였다. 따라서 이러한 한랭지에서 천연가스나 오일을 수송하는 장거리의 파이프라인의 파괴는 중대한 사고로 연결된다. 상기 파이프라인으로는 고강도 강으로 이루어지는 UOE 강관 등이 사용되고 있다.
이러한 고강도 후물강재를 효율적으로 제작하기 위해서는 용접이 불가피하며, 이들 강재를 용접하는 방법으로 사용되는 용접기술 중 하나가 서브머지드 아크 용접기술이다.
서브머지드 아크 용접법은 선박건조, 강관제작 및 일반 철구조물의 제작시 맞대기 이음부, 필렛 이음부, 덧살 붙임 용접과 같이 용입이 깊고 두꺼운 판 등의 구조용 강의 고능률 접합기법으로 용접봉의 크기와 전류가 큰 것을 사용한다. 서브머지드 아크 용접법은 입상의 플럭스 하단에서 와이어와 모재 사이에 아크를 발생시켜 얻어지는 열로 두 개 이상의 피접합물을 용접하는 것으로 모재 위에 입상의 플럭스를 미리 쌓아두고 그 속에 전류가 흐르는 와이어를 연속적으로 공급하여 용접을 수행하는 것이다.
이때 아크는 플럭스에 의해 덮혀져 있어 외부로부터 보이지 않으며 플럭스 및 용융된 슬래그는 대기를 차단시켜 용접금속의 정련작용을 보호하고 용접비드 및 슬래그 형성에 기여하고 있는 것이다. 종래에 사용되고 있는 서브머지드 아크 용접법은 전극의 수가 1전극, 2전극 및 3전극 방식이 주로 채용되고 있으며 전극성의 구성은 2전극은 직류+교류, 교류+교류의 방식이고, 3전극은 직류+교류+교류, 교류+교류+교류의 방식 등이 있다.
상기와 같은 용접기법은 가스 메탈 아크 용접법에 비해 고전류,고속도로 용접을 수행하기 때문에 상대적으로 사용전류나 용접속도 즉 용착속도(용접능률)가 수배에서 수십배에 달하며 특히 후판 용접시 용접패스 수를 감소시켜 용접의 변형과 품질을 향상시킬수 있다.
그러나, 상기한 용접방법은 사용전극의 수가 1,2,3전극 수준에 머물러 있다. 더불어, 4전극 이상의 다전극을 적용하더라도, 용접방향으로 일렬로 전극을 배치함에 따라 용접을 진행할 때, 플럭스가 갈라져 아크가 공기 중에 노출되는 문제가 발생한다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 연구가 필요한 시점이다.
본 발명의 일실시예는, 다전극 서브머지드 아크용접장치에 있어서, 공기에 아크가 노출되는 것을 방지할 수 있는 전극의 배치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예는, 다전극 서브머지드 아크용접장치에 있어서, 상기 다전극의 제 1전극 및 제 2전극은 상기 서브머지드 아크용접의 용접선상에 상호 직렬로 구비되고, 제 3전극 및 제 4전극은 상기 제 2전극의 후행에, 용접선과 이격되도록 구비된 다전극 서브머지드 아크용접장치에 관한 것이다.
본 발명의 다른 일실시예는, 상기 서브머지드 아크용접장치는 추가로 제 5전극을 구비하고, 상기 제 5전극은 상기 제 3전극 및 제 4전극의 후행에 구비되는 다전극 서브머지드 아크용접장치에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 일실시예는, 상기 서브머지드 아크용접장치는 추가로 제 5전극 및 제 6전극을 구비하고, 상기 제 5전극 및 제 6전극은 상기 제 3전극 및 제 4전극의 후행에 용접선과 이격되도록 구비되는 다전극 서브머지드 아크용접장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 다전극 서브머지드 아크용접시, 플럭스가 갈라져, 후방에 배치된 아크가 공기 중에 노출되는 것을 방지하여, 용접이 불안정하게 진행되는 것을 억제할 수 있다. 이를 통하여, 건전한 용접부를 갖는 강관을 제조할 수 있다.
또한, 용접부 외측의 용접비드의 폭이 증가되어, 용접부의 인성을 크게 향상시킬 수 있다.
특히 UOE 강관의 제조에 적용하는 경우, 용접생산성과 용접부의 물성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 4개의 전극의 배치에 관한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 5개의 전극의 배치에 관한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 6개의 전극의 배치에 관한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예인 6개의 전극의 배치에 관한 모식도이다.
본 발명자들은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 거듭된 연구를 통하여, 본 발명을 도출한 것으로서, 다전극 서브머지드 아크용접을 실시할 때, 전극을 적절히 배열하여, 아크가 공기 중에 노출되지 않도록 제어할 수 있음을 인지하고, 본 발명에 이르게 되었다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예는 다전극 서브머지드 아크용접장치에 있어서, 제 1전극(1) 및 제 2전극(2)을 용접선을 기준으로 상호 직렬로 구비한다. 여기서 상호 직렬로 배치됨의 의미는 용접방향으로 일직선으로 배치시킨다는 의미이다. 다만, 반드시 일직선상에 위치하는 것 뿐만 아니라, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있는 범위 한도내에서는 적절한 간격으로 이탈되는 것도 포함된다.
그리고, 상기 제 3전극(3)과 제 4전극(4)은 제 2전극(2)의 후행에 구비한다. 이 때, 상기 제 3전극(3)과 제 4전극(4)은 상호 병렬적으로 배치시킨다. 상기 상호 병렬 배치의 의미는 용접방향과 수직인 방향을 기준으로 일직선상 배치한다는 의미이다. 다만, 반드시 일직선상에 위치하는 것 뿐만 아니라, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있는 범위 한도내에서는 적절한 간격으로 이격되는 것도 포함된다.
상기 제 1전극(1)과 제 2전극(2)에 의하여 플럭스(8)가 갈라져, 플럭스(8)가 용접선을 기준으로 양 측면으로 이동되어, 용접선상에는 플럭스(8)가 부족하게 되는데, 상기 양 측면에 플럭스(8)가 많이 모인 곳에, 상기 제 3전극(3) 및 제 4전극(4)을 배치시켜, 모재(7)를 용접함으로서, 상기 제 3전극(1) 및 제 4전극(4)의 아크가 공기 중에 노출되지 않도록 아크를 충분히 보호할 수 있다. 이를 통하여, 안정적인 용접이 가능한 것이다. 또한. 플럭스 이동에 의하여 용접비드의 폭이 증가되어 용접부의 외측에 형성된 상부 용접비드의 폭이 증가하여, 용접부의 인성을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 제 1전극(1) 내지 제 4전극(4)을 포함하며, 상기 제 3전극(3) 및 제 4전극(4)의 후행에 제 5전극(5)을 구비하며, 상기 용접면을 용접하는 다전극 서브머지드 아크용접장치이다.
상기와 같이, 제 5전극(5)을 추가로 구비할 수 있으며, 상기 제 5전극(5)의 위치는 상기 제 3전극(3) 및 제 4전극(4)의 후행에 위치하면 되는 것으로서, 특별히 그 위치를 한정할 필요는 없다. 여기에서도, 상술한 바와 같이, 오픈아크가 되는 것을 방지할 수 있으며, 제 5전극을 추가로 포함하므로, 용접생산성을 향상시킬 수 있다.
더불어, 본 발명의 또 다른 일실시예는 도 3 및 4에 도시한 바와 같이, 상기 제 1전극(1) 내지 제 4전극(4)을 포함하며, 제 5전극(5) 및 제 6전극(6)을 추가로 구비한다. 여기서, 상기 제 5전극(5)과 제 6전극(6)은 제 3전극(3) 및 제 4전극(4)의 후행에 구비된다. 이 때, 상기 제 5전극(5)과 제 6전극(6)은 용접선과 수직선상에 구비된다. 상기 전극의 위치는 용접선과 수직인 방향으로 일직선상 배치한다는 의미이다. 다만, 반드시 일직선상에 위치하는 것 뿐만 아니라, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있는 범위한도내에서는 소정의 간격으로 이탈되는 것도 포함된다.
상술한 바와 같이, 제 6전극을 추가로 포함하므로, 용접생산성을 향상시킬 수 있고, 상기 제 1전극(1)과 제 2전극(2)에 의하여 플럭스(8)가 갈라져, 플럭스(8)가 용접선을 기준으로 양 측면으로 이동되어, 용접선상에는 플럭스(8)가 부족하게 되는데, 상기 양 측면에 플럭스(8)가 많이 모인 곳에, 상기 제 5전극(5) 및 제 6전극(6)을 구비시킴으로서, 상술하 바와 같이, 플럭스가 양측으로 이동되어 용접비드의 폭이 증가됨으로서, 용접부의 외측에 형성된 상부 용접비드의 폭이 증가하고, 용접부의 인성을 크게 향상시킬 수 있다.
1. 제 1전극
2. 제 2전극
3. 제 3전극
4. 제 4전극
5. 제 5전극
6. 제 6전극
7. 모재
8. 플럭스

Claims (3)

  1. 플럭스 하단에서 와이어와 모재 사이에 아크를 발생시켜 용접하는 다전극 서브머지드 아크용접장치에 있어서,
    상기 전극은 4개 이상이고, 상기 다전극의 제 1전극 및 제 2전극은 상기 서브머지드 아크용접의 용접선상에 상호 직렬로 구비되고, 상기 다전극의 제 3전극 및 제 4전극은 상기 제 2전극의 후행에, 용접선과 이격되도록 구비되고, 그리고 상기 제3전극 및 제4전극은 용접 시 상기 제1전극과 제2전극에 의해 상기 플럭스가 용접선을 기준으로 양 측면으로 이동되어 많이 모이는 곳에 위치되는 다전극 서브머지드 아크 용접 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 서브머지드 아크용접장치는 추가로 제 5전극을 구비하고, 상기 제 5전극은 상기 제 3전극 및 제 4전극의 후행에 구비되는 다전극 서브머지드 아크 용접 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 서브머지드 아크용접장치는 추가로 제 5전극 및 제 6전극을 구비하고, 상기 제 5전극 및 제 6전극은 상기 제 3전극 및 제 4전극의 후행에, 용접선과 이격되도록 구비된 다전극 서브머지드 아크 용접 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH06285639A (ja) * 1993-03-31 1994-10-11 Nippon Steel Corp クラッド鋼管の内面シーム溶接方法

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