KR101409370B1 - Hybrid gas metal arc welding method of horizontal butt welding part - Google Patents

Hybrid gas metal arc welding method of horizontal butt welding part Download PDF

Info

Publication number
KR101409370B1
KR101409370B1 KR1020100133476A KR20100133476A KR101409370B1 KR 101409370 B1 KR101409370 B1 KR 101409370B1 KR 1020100133476 A KR1020100133476 A KR 1020100133476A KR 20100133476 A KR20100133476 A KR 20100133476A KR 101409370 B1 KR101409370 B1 KR 101409370B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
welding
wire
passes
power source
gas metal
Prior art date
Application number
KR1020100133476A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120071789A (en
Inventor
김영주
조방현
배광무
허만주
Original Assignee
대우조선해양 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대우조선해양 주식회사 filed Critical 대우조선해양 주식회사
Priority to KR1020100133476A priority Critical patent/KR101409370B1/en
Publication of KR20120071789A publication Critical patent/KR20120071789A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101409370B1 publication Critical patent/KR101409370B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K28/00—Welding or cutting not covered by any of the preceding groups, e.g. electrolytic welding
    • B23K28/02—Combined welding or cutting procedures or apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/24—Features related to electrodes
    • B23K9/28—Supporting devices for electrodes
    • B23K9/29—Supporting devices adapted for making use of shielding means
    • B23K9/291—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas
    • B23K9/295—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas using consumable electrode-wire
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/24—Features related to electrodes
    • B23K9/28—Supporting devices for electrodes
    • B23K9/30—Vibrating holders for electrodes

Abstract

본 발명은 수평 맞대기 이음부의 하이브리드 가스메탈 아크 용접 방법에 관한 것으로, 용접 파워소스, 상기 용접 파워소스와 연결되어 용접 와이어를 공급 제어하는 와이어 송급장치 및 상기 와이어 송급장치에 연결되어 용접 와이어의 이동 경로를 구성하는 토치 케이블, 상기 토치 케이블의 끝단에 붙어 용접 와이어를 전,후진시키는 푸쉬풀 타입의 용접 토치, 상기 토치 케이블의 중간에 위치하여 후진된 용접 와이어의 완충 역할을 해주는 와이어 버퍼, 용접 파워소스와 연결되어 용접 데이터의 모니터링이 가능하며 사용자가 용접 조건을 쉽게 변경할 수 있는 리모트 컨트롤 장치, 상기 와이어 송급장치와 연결되어 용접 파워소스를 제어하고 3차원 운봉 용접을 수행하는 캐리지를 포함하는 용접기를 이용하여 선박 선체의 수평 맞대기 이음부를 용접하는 방법에 있어서; 상기 이음부의 개선 내부는 깊은 용입과 큰 용착량을 가지는 가스 메탈 아크 용접(GMAW)을 통해 솔리드 와이어(Solid Wire)를 사용한 직선 용접을 수행하고; 상기 개선의 표면부는 저입열 고속 용접 방식인 콜드 메탈 트랜스퍼 용접(CMT)을 통해 솔리드 와이어를 사용하면서 비드(Bead)의 처짐없이 패스수를 줄인 3차원 운봉 용접을 수행하는 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 이음부의 하이브리드 가스 메탈 아크 용접 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 수평 맞대기 이음부의 자동 용접에 있어 두께 15mm 부재는 4패스가 소요되고 두께 23mm 부재는 6패스가 소요되나 종래 플럭스 코어드 아크 용접 방법은 두께 15mm 부재는 8패스가 소요되고 두께 23mm 부재는 12패스가 소요되므로 종래 대비 용접 패스수를 50% 이상 획기적으로 절감 가능하므로 용접 생산성 향상이 가능하고 깊은 용입과 비드 처짐을 최소화하여 용접 결함이 없는 고품질 용접을 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a hybrid gas metal arc welding method for a horizontal butt joint, comprising a welding power source, a wire feeding device connected to the welding power source to supply and control a welding wire, A push-pull type welding torch which is attached to an end of the torch cable to move the welding wire back and forth, a wire buffer positioned in the middle of the torch cable to serve as a buffer for the backward welding wire, A remote control device capable of monitoring welding data and allowing a user to easily change welding conditions, a welding device connected to the wire feeding device and controlling a welding power source and including a carriage for performing three-dimensional welding To weld the horizontal butt joint of the ship hull Lt; / RTI > The inside of the joint of the joint is subjected to a straight-line welding with a solid wire through a gas metal arc welding (GMAW) having a deep penetration and a large welding amount; Characterized in that the surface of said improvement is subjected to a three-dimensional solid welding process in which the number of passes is reduced without deflection of the bead while using solid wire through a cold metal transfer welding (CMT) A negative hybrid gas metal arc welding method is provided.
According to the present invention, in the automatic welding of the horizontal butt joints, a 15-mm thick member requires 4 passes and a 23-mm thick member requires 6 passes, whereas the conventional flux cored arc welding method requires 8 passes with a thickness of 15 mm, Since the member requires 12 passes, the number of welding passes can be drastically reduced by 50% or more compared to the conventional one, so welding productivity can be improved, and deep welding and bead deflection can be minimized, thereby achieving high quality welding without weld defect .

Description

수평 맞대기 이음부의 하이브리드 가스 메탈 아크 용접 방법{HYBRID GAS METAL ARC WELDING METHOD OF HORIZONTAL BUTT WELDING PART}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a hybrid gas metal arc welding method for a horizontal butt joint,

본 발명은 수평 맞대기 이음부의 하이브리드 가스메탈 아크 용접 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수평 맞대기 이음부의 자동 용접에 있어서 플럭스 코어드 아크 용접(Flux Cored Arc Welding)을 이용한 용접시 자주 발생하는 내부 결함(슬래그 혼입, 용융부족, 융합 불량) 및 표면 결함(언더컷, 비드처짐)없이 용융쇳물의 용입을 확보하면서 대용착 용접이 가능하도록 구현된 수평 맞대기 이음부의 하이브리드 가스메탈 아크 용접 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a hybrid gas metal arc welding method for a horizontal butt joint, and more particularly to a hybrid gas metal arc welding method for a horizontal butt joint, more particularly, to a method for automatically welding a horizontal butt joint by using a flux cored arc welding And more particularly, to a hybrid gas metal arc welding method for a horizontal butt joint, which is capable of welding by welding while securing the penetration of molten metal without any surface defects (undercut, bead deflection).

일반적으로, 맞대기 용접(Butt Welding)은 마주하는 용접용 모재를 용접하여 이어 붙이는 용접으로 철판을 이을 때 많이 사용한다.Generally, Butt Welding is used to weld steel plates to face each other.

이러한 맞대기 용접에 있어 세로방향으로 마주하는 두 용접 모재를 수평으로 맞대기 용접하는 경우 보통 상부와 하부의 두 용접 모재가 서로 마주하며, 용접부가 개선(Bevel)된다.In such butt welding, when two vertically opposite welding base members are butt welded horizontally, the upper and lower two welding base members face each other and the welds are beveled.

그리고, 상부 용접 모재의 개선면이 위로 경사지게 형성되고, 하부 용접 모재가 평면에서 직각으로 개선된 상태로 용접이 이루어진다.Then, the upper face of the upper welded base material is formed to be inclined upward, and the lower welded workpiece is welded in a state where the lower welded base material is improved at a right angle in the plane.

이와 같은 수평 맞대기 이음에 대하여 자동 장비를 이용한 플럭스 코어드 아크 용접법을 적용하여 개선 내부에 대용착 용접을 수행하는 경우, 낮은 용융 쇳물의 점성과 용융 쇳물에 작용하는 중력 등의 영향으로 인해 용융 쇳물이 용접 아크보다 앞서 선행하게 되어 아크가 용융 쇳물 위에 형성되게 된다.In the case of the horizontal butt joint, when the flux cored arc welding method using the automatic equipment is applied to the inside of the improvement welding, the viscosity of the low melting molten metal and the influence of the gravity acting on the molten molten metal, The arc is preceded by the welding arc and the arc is formed on the molten metal.

이렇게 용융 쇳물 위에 형성된 아크는 모재를 충분히 용입시키기가 어려워 용접 금속 내부에 융합 불량 및 슬래그 혼입 등의 결함이 빈번하게 발생하게 된다.The arc formed on the molten metal is difficult to sufficiently penetrate the base material, and defects such as fusion failure and slag inclusion frequently occur in the weld metal.

또한, 개선 내부 용접 완료 후 표면부의 용접을 수행하는 경우, 역시 낮은 용융 쇳물의 점성과 용융 쇳물에 작용하는 중력 등의 영향으로 인해 용접 비드 처짐 현상이 빈번히 발생하므로 표면 비드는 4~5 패스(pass)로 가급적이면 세밀하게 나누어 용접하고 있다.In addition, when the welding of the surface portion is performed after completion of the internal welding, the welding bead deflection phenomenon frequently occurs due to the influence of the viscosity of the low melting molten material and the gravity acting on the molten molten material, ), As much as possible.

이와 같은 문제로 인해 작은 용착량으로 많은 수의 다층 패스 용접을 수행할 수 밖에 없어 패스수 절감을 통한 생산성 향상에는 한계가 있는 실정이다.
Due to such a problem, it is necessary to perform a large number of multi-layer pass welding with a small welding amount, so that there is a limit to productivity improvement by reducing the number of passes.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 한계를 극복하기 위해 창출된 것으로, 수평 맞대기 이음부의 자동 용접에 있어 개선 내부는 최대한 깊은 용입을 확보하며 대용착 용접을 수행하고, 표면 비드는 최소 패스수로 용접을 완료할 수 있는 수평 맞대기 이음부의 하이브리드 가스메탈 아크 용접 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
In order to overcome the limitations of the prior art as described above, the present invention has been made to improve the automatic welding of the horizontal butt joints. And to provide a hybrid gas metal arc welding method of a horizontal butt joint where welding can be completed.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 용접 파워소스, 상기 용접 파워소스와 연결되어 용접 와이어를 공급 제어하는 와이어 송급장치 및 상기 와이어 송급장치에 연결되어 용접 와이어의 이동 경로를 구성하는 토치 케이블, 상기 토치 케이블의 끝단에 붙어 용접 와이어를 전,후진시키는 푸쉬풀 타입의 용접 토치, 상기 토치 케이블의 중간에 위치하여 후진된 용접 와이어의 완충 역할을 해주는 와이어 버퍼, 용접 파워소스와 연결되어 용접 데이터의 모니터링이 가능하며 사용자가 용접 조건을 쉽게 변경할 수 있는 리모트 컨트롤 장치, 상기 와이어 송급장치와 연결되어 용접 파워소스를 제어하고 3차원 운봉 용접을 수행하는 캐리지를 포함하는 용접기를 이용하여 선박 선체의 수평 맞대기 이음부를 용접하는 방법에 있어서; 상기 이음부의 개선 내부는 깊은 용입과 큰 용착량을 가지는 가스 메탈 아크 용접(GMAW)을 통해 솔리드 와이어(Solid Wire)를 사용한 직선 용접을 수행하고; 상기 개선의 표면부는 저입열 고속 용접 방식인 콜드 메탈 트랜스퍼 용접(CMT)을 통해 솔리드 와이어를 사용하면서 비드(Bead)의 처짐없이 패스수를 줄인 3차원 운봉 용접을 수행하는 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 이음부의 하이브리드 가스 메탈 아크 용접 방법을 제공한다.The present invention relates to a welding power source, a wire feeding device connected to the welding power source to supply and control a welding wire, and a torch connected to the wire feeding device and constituting a moving path of the welding wire, A cable, a push-pull type welding torch attached to the end of the torch cable to forward and reverse the welding wire, a wire buffer positioned in the middle of the torch cable to serve as a buffer for the backward welding wire, A remote control device capable of monitoring data and allowing a user to easily change the welding conditions, a welding device including a carriage connected to the wire feeding device for controlling a welding power source and performing a three-dimensional welding, A method of welding a horizontal butt joint, comprising: The inside of the joint of the joint is subjected to a straight-line welding with a solid wire through a gas metal arc welding (GMAW) having a deep penetration and a large welding amount; Characterized in that the surface of said improvement is subjected to a three-dimensional solid welding process in which the number of passes is reduced without deflection of the bead while using solid wire through a cold metal transfer welding (CMT) A negative hybrid gas metal arc welding method is provided.

이때, 상기 용접 파워소스는 마이크로 프로세서에 의해 디지털 제어 방식을 통해 가스 메탈 아크 용접(GMAW)과 콜드 메탈 트랜스퍼 용접(CMT)을 모두 수행할 수 있는 용접 파워소스인 것에도 그 특징이 있다.At this time, the welding power source is also a welding power source that can perform both gas metal arc welding (GMAW) and cold metal transfer welding (CMT) through a digital control method by a microprocessor.

또한, 상기 용접 토치는 상기 용접 와이어를 초당 70회까지 전,후진시킬 수 있는 푸쉬풀 타입인 것에도 그 특징이 있다.Further, the welding torch is also characterized by a push-pull type in which the welding wire can be moved back and forth up to 70 times per second.

뿐만 아니라, 상기 캐리지는 와이어 송급장치와 용접 파워소스를 제어하고, 3차원 운봉 용접이 가능하도록 주행축 및 X,Y,Z 방향으로 이동가능한 3개의 축으로 구성된 4축 레일 캐리지를 사용하는 것에도 그 특징이 있다.In addition, the carriage also uses a four-axis rail carriage having three axes movable in the X, Y, and Z directions so as to control the wire feeding device and the welding power source and enable three-dimensional welding There are features.

아울러, 상기 용접기와 캐리지는 리모트 컨트롤 장치를 통해 상호 인터페이스되면서 3차원 운봉 패턴 내에서 용접 전류 및 용접 전압을 자유롭게 가변시킬 수 있는 것에도 그 특징이 있다.
In addition, the welding machine and the carriage are interfaced through a remote control device, and the welding current and the welding voltage can be freely varied within the three-dimensional embossing pattern.

본 발명에 따르면, 수평 맞대기 이음부의 자동 용접에 있어 두께 15mm 부재는 4패스가 소요되고 두께 23mm 부재는 6패스가 소요되나 종래 플럭스 코어드 아크 용접 방법은 두께 15mm 부재는 8패스가 소요되고 두께 23mm 부재는 12패스가 소요되므로 종래 대비 용접 패스수를 50% 이상 획기적으로 절감 가능하므로 용접 생산성 향상이 가능하고 깊은 용입과 비드 처짐을 최소화하여 용접 결함이 없는 고품질 용접을 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
According to the present invention, in the automatic welding of the horizontal butt joints, a 15-mm thick member requires 4 passes and a 23-mm thick member requires 6 passes, whereas the conventional flux cored arc welding method requires 8 passes with a thickness of 15 mm, Since the member requires 12 passes, the number of welding passes can be drastically reduced by 50% or more compared to the conventional one, so welding productivity can be improved, and deep welding and bead deflection can be minimized, thereby achieving high quality welding without weld defect .

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 가스 메탈 아크 용접 방법의 원리를 설명하는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 가스 메탈 아크 용접 방법을 구현하기 위한 장치 구성을 보인 개략적인 블럭도이다.
도 3은 도 2의 장치중 4축 캐리어를 보인 예시적인 분해사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 4축 캐리어의 예시적인 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 가스 메탈 아크 용접 방법 중 콜드 메탈 트랜스퍼 용접시 3차원 운봉 용접을 통한 표면비드 용접 운봉 패턴을 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 용접 방법과 종래 용접 방법 간의 용접 패스수를 보인 예시도이다.1 is a conceptual diagram illustrating the principle of a hybrid gas metal arc welding method according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic block diagram showing an apparatus configuration for implementing a hybrid gas metal arc welding method according to the present invention.
3 is an exemplary exploded perspective view showing a four-axis carrier of the apparatus of FIG.
4 is an exemplary top view of the four-axis carrier shown in FIG.
FIG. 5 is a view showing an example of a surface bead welding embossing pattern through a three-dimensional emboss welding when a cold metal transfer welding is performed in a hybrid gas metal arc welding method according to the present invention.
6 is an exemplary view showing the number of welding passes between a welding method according to the present invention and a conventional welding method.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 구체적인 설명에 앞서 본 발명은 수평 맞대기 이음부를 용접함에 있어 가스 메탈 아크 용접(GMAW:Gas Metal Arc Welding)과, 콜드 메탈 트랜스퍼 용접(CMT:Cold Metal Transfer Welding)을 병행하는 하이브리드 형태의 용접 방법을 제공하는 것이다.The present invention relates to a method of welding a horizontal butt joint by using gas metal arc welding (GMAW) and cold metal transfer welding (CMT) .

이러한 본 발명에 따른 하이브리드 가스 메탈 아크 용접(HGMAW:Hybrid Gas Metal Arc Welding)의 가장 큰 특징은, 개선 내부의 경우 솔리드 와이어(Solid Wire)를 사용한 직선 용접을 수행하여 깊은 용입과 큰 용착량을 가지는 가스 메탈 아크 용접(Gas Metal Arc Welding, GMAW)를 수행하고, 표면부는 솔리드 와이어를 사용한 3차원 운봉 용접을 적용하여 비드(Bead)의 처짐없이 최소 패스수로 표면부를 용접하는 콜드 메탈 트랜스퍼 용접(Cold Metal Transfer Welding, CMT)을 수행하기 때문에 용접 패스수를 대폭 줄일 수 있다는 것이다.The most significant feature of the hybrid gas metal arc welding (HGMAW) according to the present invention is that, in the case of improvement, straight welding using a solid wire is performed, Gas metal arc welding (GMAW) is performed, and the surface is welded to the surface with a minimum number of passes without deflection of the bead by applying three-dimensional welding using a solid wire (Cold Metal Transfer Welding (CMT), the number of welding passes can be greatly reduced.

보다 구체적으로, 도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 가스 메탈 아크 용접 방법의 원리를 설명하는 개념도이다.More specifically, FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating the principle of a hybrid gas metal arc welding method according to the present invention.

먼저, 가스 메탈 아크 용접(GMAW:Gas Metal Arc Welding)은 하기한 참고도면에서와 같이, First, as shown in the following reference drawing, a gas metal arc welding (GMAW)

Figure 112010085255213-pat00001
Figure 112010085255213-pat00001

기본적으로 용가재로 작용하는 소모전극 와이어를 일정한 속도로 용융지에 송급하면서 전류를 통하여 와이어와 모재 사이에서 아크를 발생시키는 용접법이다.Basically, it is a welding method in which a consumable electrode wire serving as a fugitive material is fed to a melting paper at a constant speed and an arc is generated between the wire and the base material through an electric current.

이때, 연속적으로 송급되는 와이어가 아크의 높은 열에 의해 용융되어 아크 기둥을 거쳐 용융지로 이행하게 되며, 용융부위는 가스노즐을 통해 공급되는 보호가스에 의해 대기로부터 보호된다.At this time, the continuously fed wire is melted by the high heat of the arc and is transferred to the fusing paper through the arc column, and the melting point is protected from the atmosphere by the protective gas supplied through the gas nozzle.

이러한 가스 메탈 아크 용접(Gas Metal Arc Welding, GMAW)시 보호가스로 CO2(이산화탄소)를 사용할 경우 도 1의 예시와 같이, 사용 가능한 용접 전류 전 범위에서 입상 용적 이행이 나타난다.When CO 2 (carbon dioxide) is used as a protective gas in such a gas metal arc welding (GMAW), the granular volume transition appears in the entire range of the usable welding current, as shown in FIG.

이와 같은 입상 용적 이행은 용적의 직경이 용접 와이어의 직경보다 크다는 것과 용적이 용융 쇳물과 직접 접촉하지 않는다는 것이 특징이다.This granular volume transition is characterized in that the volume of the volume is larger than the diameter of the welding wire and the volume does not come into direct contact with the molten metal.

그리고, 와이어 선단에서 와이어 직경의 2~3배 정도의 크기로 성장된 용적이 중력에 의해 이탈되어 초당 수개에서 수십개씩 용융풀로 자유낙하하므로 깊은 용입을 얻을 수 있는 장점을 가진다.In addition, since the volume of the wire, which has been grown at a size of about 2 to 3 times the diameter of the wire at the tip of the wire, is separated by gravity, so that several tens to several tens of free drops fall into the molten pool.

아울러, 도 1의 도시와 같이 콜드 메탈 트랜스퍼 용접(CMT:Cold Metal Transfer Welding)는 디지털 프로세스 컨트롤에 의하여 단락(용적이 용융 쇳물과 직접 접촉)이 감지되면 와이어가 순간적으로 역행하여 거꾸로 끌어 올려지므로 고온과 저온의 교번으로 아크 발생시 아크 자체의 열이 유입되는 순간이 매우 짧아지므로 입열량이 감소하게 되어 수평 용접시 발생하는 비드 처짐을 최소화할 수 있는 장점을 가진다.As shown in FIG. 1, when a short circuit (volume contact with molten metal) is detected by digital process control, cold metal transfer welding (CMT) is instantaneously reversed and pulled upside down, It is possible to minimize the deflection of the bead during horizontal welding because the moment of heat of the arc itself becomes very short when the arc is generated at a low temperature alternatingly.

즉, 앞서 설명한 GMAW 용접중 저전류대에 발생하는 단락 이행에서 기존의 단락이행은 와이어와 모재의 단락 이후 본전류보다 높은 전류를 흘려줌으로서 전자기적 핀치효과에 의해 해소를 하지만, 이 경우 입열량이 높아 모재의 변형이 발생하고 스패터가 다량 발생한다는 단점이 있음에 반해, CMT는 단락을 해소하기 위해 높은 전류를 흘려주는 것이 아니라 토치 내부에 모터를 도입해서 단락시에 기계적인 힘을 이용해 강제로 와이어를 당겨서 해소하는 형태이다.That is, in the short-circuit transition occurring in the low-current zone during the GMAW welding described above, the existing short-circuit transition is canceled by the electromagnetic pinch effect by flowing a current higher than the current after the short-circuit of the wire and the base material. CMT has a drawback in that the base material is deformed and a large amount of spatter is generated. On the other hand, CMT does not flow a high current in order to solve a short circuit, but introduces a motor inside the torch, To pull out the wire.

이 경우 GMAW 용접기에서의 단락제어 방법에서 발생하는 스패터와 변형을 줄일 수 있고, 저전류대에서 스패터가 발생하지 않고, 입열량 또한 낮으므로 용접속도를 높일수 있다는 장점이 있지만, 토치 내부에 들어있는 모터로 인해 토치 자체의 무게가 무겁다는 단점이 있다.In this case, it is advantageous to reduce the spatter and deformation caused by the short-circuit control method in the GMAW welder and to increase the welding speed because the spatter does not occur in the low current band and the heat input is low. There is a disadvantage that the weight of the torch itself is heavy because of the motor.

이와 같은 복합적인 요소들(장,단점)을 고려하여 본 발명에서는 이들을 병행하여 사용할 수 있는 방법을 고려하였으며, 특히 단순히 함께 사용하는 차원이 아니라 효율성과 효과성을 개선의 부위별로 적용할 용접법을 특정함으로써 양 용접법 상의 장점들만이 구현될 수 있도록 하였다.Considering such complex factors (shortcomings and shortcomings), the present invention considers a method that can be used in parallel. Particularly, a welding method to be applied to each part of improvement in efficiency and effectiveness, So that only the advantages of the two welding methods can be realized.

아울러, 이러한 용접방법을 구현하기 위해 도 2에 도시된 바와 같은 형태의 장치 구성을 필요로 한다.In addition, a device configuration of the type shown in Fig. 2 is required to implement such a welding method.

이때, 이러한 장치적 구성은 기본적으로 2007년 추계학술대회 발표논문 "GA 강판에 대한 CO2 수직용접자세의 특성에 관한 연구(김재성, 조용준, 이경철, 이보영)"에 개시된 구성을 베이스로 하되, 이를 개량하여 가스 메탈 아크 용접과 콜드 메탈 트랜스퍼 용접을 모두 수행할 수 있도록 본 발명에 따른 특성에 맞도록 안내하는 장치를 구성한 것이다.At this time, such a device configuration is basically based on the configuration disclosed in the paper "GA Steels for Vertical Welding Position of CO 2 (Jae Seong Kim, Yong Joon Lee, Kyung Chul Lee, Lee Bo Young)" presented in the Fall Meeting of 2007 The present invention provides an apparatus for guiding the gas metal arc welding and the cold metal transfer welding according to the present invention so as to perform both the gas metal arc welding and the cold metal transfer welding.

예컨대, 본 발명에 따른 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로 프로세서에 의해 디지털 제어 방식을 통해 가스 메탈 아크 용접 및 콜드 메탈 트랜스퍼 용접을 모두 수행할 수 있는 용접 파워소스(1)를 포함한다.For example, an apparatus according to the present invention includes a welding power source 1 capable of performing both gas metal arc welding and cold metal transfer welding through a digital control method by a microprocessor, as shown in Fig.

그리고, 상기 용접 파워소스(1)와 연결되어 용접 와이어를 공급 제어하는 와이어 송급장치(2) 및 상기 와이어 송급장치(2)에 연결되어 용접 와이어의 이동 경로를 구성하는 토치 케이블(31)도 포함한다.The wire feeding apparatus 2 connected to the welding power source 1 to supply and control the welding wire and the torch cable 31 connected to the wire feeding apparatus 2 and constituting the moving path of the welding wire are also included do.

또한, 상기 토치 케이블(31)의 끝단에 붙어 용접 와이어를 전,후진시키는 푸쉬풀 타입의 용접 토치(32)를 구비하는데, 이 경우 상기 용접 토치(32)는 초당 70회까지 전,후진이 가능토록 하여 용접 품위를 높이도록 함이 바람직하다.In addition, the welding torch 32 has a push-pull type welding torch 32 which is attached to an end of the torch cable 31 to forward and backward the welding wire. In this case, the welding torch 32 can be moved back and forth up to 70 times per second It is preferable to increase the welding quality.

아울러, 상기 토치 케이블(31)의 중간에 위치하여 후진된 용접 와이어의 완충 역할을 해주는 와이어 버퍼(33)와, 용접 파워소스(1)와 연결되어 용접 데이터의 모니터링이 가능하며 사용자가 용접 조건을 쉽게 변경할 수 있도록 한 리모트 컨트롤 장치(4)와, 상기 와이어 송급장치(2)와 연결되어 용접 파워소스(1)를 제어하고 3차원 운봉 용접을 수행하는 4축 레일 캐리지(5)도 포함한다.In addition, a wire buffer 33, which is located in the middle of the torch cable 31 and serves as a buffer for the backward welding wire, and a welding power source 1 for monitoring the welding data, And a four-axis rail carriage 5 connected to the wire feeder 2 for controlling the welding power source 1 and performing three-dimensional welding.

특히, 상기 4축 레일 캐리지(5)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 메인프레임(F)에 고정된 주행모터(51)를 통해 회전되면서 캐리지를 주행방향으로 이동시키는 주행축(52)과, 콜드 메탈 트랜스퍼 용접시 3차원 운봉 용접이 가능하도록 3축(X축,Y축,Z축)으로 이동시키기 위한 X축 모터(53), Y축 모터(54), Z축 모터(55)를 포함한다.3 and 4, the four-axis rail carriage 5 is provided with a driving shaft 52 for moving the carriage in the driving direction while being rotated through the driving motor 51 fixed to the main frame F Axis motor 53, a Y-axis motor 54 and a Z-axis motor 55 for moving them in three axes (X-axis, Y-axis and Z-axis) ).

이때, 이들 X축 모터(53), Y축 모터(54), Z축 모터(55)는 각각 X축 프레임(Fx), Y축 프레임(Fy), Z축 프레임(Fz)에 각각 설치되고, 이들이 서로 LM가이드 형태로 움직일 수 있도록 구성되어 3축 이동이 가능한 구조를 갖는데, 이와 같은 LM가이드를 이용한 3축 이동 구조는 공지된 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.The X-axis motor 53, the Y-axis motor 54 and the Z-axis motor 55 are respectively installed in the X-axis frame Fx, the Y-axis frame Fy, and the Z-axis frame Fz, And they are configured so as to be able to move in the LM guide form and can move in three axes. Since the three-axis moving structure using the LM guide is well known, a detailed description thereof will be omitted.

따라서, 상기 주행축(52)과 이들 3축을 포함하여 모두 4축 이동이 가능한 캐리지를 구성하게 된다.Accordingly, the carriage 52 including the driving shaft 52 and the three shafts can be configured to be movable in four directions.

덧붙여, 상기 메인프레임(F)의 일측에는 제어박스(C)와 조작패널(P)이 구비되고, 그 대향측에는 캐리지를 견고히 고정하면서 작업시 외력을 충분히 견딜 수 있는 토글 클램프(Toggle Clamp)(56)와, 용접토치(32)를 고정하는 토치 클램프(57)도 구비된다.A control box C and an operation panel P are provided on one side of the main frame F and a toggle clamp 56 which can firmly fix the carriage and withstand an external force during operation And a torch clamp 57 for fixing the welding torch 32 are also provided.

이와 같은 4축 레일 캐리지(5)를 이용하여 특히, 콜드 메탈 트랜스퍼 용접(CMT)시 3차원 운봉 용접을 통한 표면비드의 용접 운봉 패턴은 도 5와 같은 형태를 가진다.In particular, the weld bead pattern of the surface bead through the three-dimensional weld metal welding at the time of cold metal transfer welding (CMT) using the four-axis rail carriage 5 has a form as shown in FIG.

예컨대, 개선 내부에서 3차원으로 자유롭게 운봉하면서 용접을 수행하고, 저입열 용접으로 인해 발생되는 결함을 방지할 수 있도록 용접기와 캐리지 간 인터페이스를 통해 3차원 운봉 패턴 내 특정 위치에서 전류 및 전압을 가변시켜 용접함으로써 보다 고품위의 용접 품질을 확보할 수 있게 된다.For example, the current and voltage can be varied at a specific position in the three-dimensional embossing pattern through the interface between the welder and the carriage so as to perform welding while freeing in three dimensions freely from the inside of the improvement and to prevent defects caused by low heat input welding The welding quality of a higher quality can be ensured by welding.

즉, 콜드 메탈 트랜스퍼 용접을 통한 3차원 운봉시 용접기인 용접 토치(32)와 리모튼 컨트롤 장치(4) 간의 인터페이스를 통해 용접 파워소스(1)로부터 공급받은 용접 전류를 가변시킴으로써 개선 내부에서 이루어지는 3차원 운봉 패턴 내 특정위치에서 전류, 전압이 가변된 상태로 용접이 가능하게 되는 것이다.That is, by changing the welding current supplied from the welding power source 1 through the interface between the welding torch 32, which is a welding machine during the cold metal transfer welding, and the limon control device 4, The welding can be performed in a state in which the current and the voltage are varied at a specific position in the 3D hollowing pattern.

이와 같은 본 발명에 따라 용접한 결과, 도 6과 같은 형태로 나타났으며, 용접 패스수를 대폭 줄일 수 있었다.As a result of the welding according to the present invention, as shown in FIG. 6, the number of welding passes can be greatly reduced.

예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 기존 플럭스 코어드 아크 용접(FCAW:Flux Cored Arc Welding)은 낮은 용융 쇳물의 점성과 중력의 영향으로 용융 쇳물이 용접 아크보다 선행하므로 용접결함(슬래그혼입, 융합불량)이 쉽게 발생하기 때문에 별도의 토치 운봉을 하지 않고 단순 직선 용접을 수행만 한다.For example, as shown in FIG. 6, the conventional flux cored arc welding (FCAW) has a problem in that welded defects (slag inclusion, fusion welding) occur due to the influence of viscosity and gravity of low- Defective) easily occurs, a simple straight-line welding is performed without a separate torch cushion.

따라서, 용접 패스수가 도시와 같이, 두께 15mm에서는 8패스가 소요되고, 두께 23mm에서는 12패스가 소요된다.Therefore, as shown in the figure, 8 passes are required for a thickness of 15 mm, and 12 passes are required for a thickness of 23 mm.

이에 반해, 본 발명에 따른 하이브리드 가스 메탈 아크 용접(HGMAW:Hybrid Gas Metal Arc Welding)의 경우, 개선 내부에서는 솔리드 와이어를 사용한 직선 용접을 수행하여 깊은 용입과 큰 용착량을 가지는 가스 메탈 아크 용접(GMAW:Gas Metal Arc Welding)를 수행하고 표면부에서는 솔리드 와이어를 사용한 3차원 운봉 용접을 적용하여 비드 처짐없이 최소 패스수로 표면부를 용접하는 콜드 메탈 트랜스퍼 용접(CMT:Cold Metal Transfer Welding)을 수행하기 때문에 용접 패스수를 대폭 줄일 수 있게 된다.In contrast, in hybrid gas metal arc welding (HGMAW) according to the present invention, straight-line welding using a solid wire is performed inside the improvement, and gas metal arc welding (GMAW : Gas Metal Arc Welding), and cold metal transfer welding (CMT), which welds the surface with minimum number of passes without deflection of the bead by applying 3-D solid welding using solid wire, The number of welding passes can be greatly reduced.

즉, 기존 대비 두께 15mm에서는 4패스가 소요되고, 두께 23mm에서는 6패스가 소요되므로, 결국 기존 용접법에 비해 용접 패스수를 50% 줄이는 커다란 효과를 얻을 수 있게 된다.In other words, it requires 4 passes at a thickness of 15 mm and a pass at 6 mm at a thickness of 23 mm, thereby achieving a great effect of reducing the number of welding passes by 50% as compared with the existing welding method.

이에 따라, 용접 작업공수를 그 만큼 줄일 수 있어 작업자의 근골격계 질환도 예방하는 효과도 얻을 수 있게 된다.As a result, the number of welding operations can be reduced by as much as that, and an effect of preventing musculoskeletal diseases of the worker can also be obtained.

뿐만 아니라, 가스 메탈 아크 용접과 콜드 메탈 트랜스퍼 용접의 단순 병행이 아닌 특수한 유기적 관계(위치, 용착량, 용접 패스수 등)를 갖고 용접되기 때문에 용접 품질도 향상되는 장점을 갖게 된다.
In addition, the welding quality is improved because the welding is performed with a specific organic relationship (position, welding amount, number of welding passes, etc.) rather than simple combination of gas metal arc welding and cold metal transfer welding.

1 : 용접 파워소스 2 : 와이어 송급장치
4 : 리모트 컨트롤 장치 5 : 4축 레일 캐리지
31 : 토치 케이블 32 : 용접 토치
33 : 와이어 버퍼1: welding power source 2: wire feeder
4: remote control device 5: 4-axis rail carriage
31: Torch cable 32: Welding torch
33: Wire buffer

Claims (5)

용접 파워소스(1), 상기 용접 파워소스(1)와 연결되어 용접 와이어를 공급 제어하는 와이어 송급장치(2) 및 상기 와이어 송급장치(2)에 연결되어 용접 와이어의 이동 경로를 구성하는 토치 케이블(31), 상기 토치 케이블(31)의 끝단에 붙어 용접 와이어를 전,후진시키는 푸쉬풀 타입의 용접 토치(32), 상기 토치 케이블(31)의 중간에 위치하여 후진된 용접 와이어의 완충 역할을 해주는 와이어 버퍼(33), 용접 파워소스(1)와 연결되어 용접 데이터의 모니터링이 가능하며 사용자가 용접 조건을 쉽게 변경할 수 있는 리모트 컨트롤 장치(4), 상기 와이어 송급장치(2)와 연결되어 용접 파워소스(1)를 제어하고 3차원 운봉 용접을 수행하는 캐리지를 포함하는 용접기를 이용하여 선박 선체의 수평 맞대기 이음부를 용접하는 방법에 있어서;
상기 이음부의 개선 내부는 깊은 용입과 큰 용착량을 가지는 가스 메탈 아크 용접(GMAW)을 통해 솔리드 와이어(Solid Wire)를 사용한 직선 용접을 수행하고;
상기 개선의 표면부는 저입열 고속 용접 방식인 콜드 메탈 트랜스퍼 용접(CMT)을 통해 솔리드 와이어를 사용하면서 비드(Bead)의 처짐없이 패스수를 줄인 3차원 운봉 용접을 수행하되,
상기 용접 파워소스(1)는 마이크로 프로세서에 의해 디지털 제어 방식을 통해 가스 메탈 아크 용접(GMAW)과 콜드 메탈 트랜스퍼 용접(CMT)을 모두 수행할 수 있는 용접 파워소스(1)이고,
상기 용접기와 캐리지는 리모트 컨트롤 장치(4)를 통해 상호 인터페이스되면서 3차원 운봉 패턴 내에서 용접 전류 및 용접 전압을 자유롭게 가변시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 이음부의 하이브리드 가스 메탈 아크 용접 방법.A wire feeding device (2) connected to the welding power source (1) to supply and control the welding wire, and a torch cable (2) connected to the wire feeding device (2) A push-pull type welding torch 32 which is attached to an end of the torch cable 31 to move the welding wire back and forth, a buffering role of a backward welding wire positioned in the middle of the torch cable 31, A remote control device 4 connected to the wire feeding device 2 and capable of monitoring welding data and being able to be easily changed by welding conditions; A method of welding a horizontal butt joint of a marine hull using a welder comprising a carriage for controlling the power source (1) and performing three-dimensional welds;
The inside of the joint of the joint is subjected to a straight-line welding with a solid wire through a gas metal arc welding (GMAW) having a deep penetration and a large welding amount;
The surface portion of the improvement is performed by using a solid wire through a cold metal transfer welding (CMT), which is a low heat input high speed welding method, while performing a three-dimensional welding process in which the number of passes is reduced without deflection of a bead,
The welding power source 1 is a welding power source 1 capable of performing both gas metal arc welding (GMAW) and cold metal transfer welding (CMT) through a digital control method by a microprocessor,
Wherein the welder and the carriage are interfaced through a remote control device (4) to freely vary the welding current and the welding voltage within the three-dimensional embossing pattern. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020100133476A 2010-12-23 2010-12-23 Hybrid gas metal arc welding method of horizontal butt welding part KR101409370B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100133476A KR101409370B1 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Hybrid gas metal arc welding method of horizontal butt welding part

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100133476A KR101409370B1 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Hybrid gas metal arc welding method of horizontal butt welding part

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120071789A KR20120071789A (en) 2012-07-03
KR101409370B1 true KR101409370B1 (en) 2014-06-24

Family

ID=46706704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100133476A KR101409370B1 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Hybrid gas metal arc welding method of horizontal butt welding part

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101409370B1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103008830A (en) * 2012-12-07 2013-04-03 上海交通大学 CMT (Cold Metal Transfer)-based light metal arc spot welding method and device thereof
KR101473639B1 (en) * 2013-02-25 2014-12-17 대우조선해양 주식회사 Large volume butt joint welding apparatus and the method thereof
KR101622676B1 (en) * 2014-04-17 2016-05-20 대우조선해양 주식회사 Apparatus and method for large volume butt joint welding
WO2015160122A1 (en) * 2014-04-17 2015-10-22 대우조선해양 주식회사 Horizontal butt joint high deposition rate welding apparatus and method
CN110045703A (en) * 2019-04-25 2019-07-23 福尼斯智能装备(珠海)有限公司 A kind of electric arc increasing material manufacturing technique based on off-line programing
EP3815828A1 (en) * 2019-11-04 2021-05-05 FRONIUS INTERNATIONAL GmbH Device and method for welding a weld seam

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07246470A (en) * 1994-03-11 1995-09-26 Babcock Hitachi Kk Wire feeder for welding
KR20040056762A (en) * 2002-12-24 2004-07-01 대우조선해양 주식회사 Auto Welding M/C
JP2008062277A (en) * 2006-09-08 2008-03-21 Toden Kogyo Co Ltd Multi-layered welding method of stainless steel tube, and multi-layered weldment
JP2010046677A (en) * 2008-08-19 2010-03-04 Osaka Univ Gma welding method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07246470A (en) * 1994-03-11 1995-09-26 Babcock Hitachi Kk Wire feeder for welding
KR20040056762A (en) * 2002-12-24 2004-07-01 대우조선해양 주식회사 Auto Welding M/C
JP2008062277A (en) * 2006-09-08 2008-03-21 Toden Kogyo Co Ltd Multi-layered welding method of stainless steel tube, and multi-layered weldment
JP2010046677A (en) * 2008-08-19 2010-03-04 Osaka Univ Gma welding method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120071789A (en) 2012-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101409370B1 (en) Hybrid gas metal arc welding method of horizontal butt welding part
EP2010353B1 (en) Metal cored electrode for open root pass welding
KR200418345Y1 (en) Electro gas welding machine
JP4951448B2 (en) Double-side welding method and double-side welded structure
CN103501952A (en) Methods and apparatuses for heavy plate joining with hybrid laser and submerged -arc welding process
CN104384674B (en) The motor-driven tungsten argon arc welding method of main pump motor rotor shielding sleeve and rotor end bell
CN102333613A (en) Complex method of welding incombination of gas-shield ark welding with submerged ark welding
CN111872563A (en) Electric arc-laser double-sided hybrid welding process and equipment with all-position consumable electrode
CN104842048A (en) Argon tungsten-arc welding and cold metal transition welding composite heat source welding device and method and application
CN103817449A (en) Plasma arc and melt electrode electric arc composite welding method and device
US20150014284A1 (en) Hybrid mig-tig or mag-tig welding device
JP5582602B2 (en) TIG welding method
CN113857630A (en) Welding trolley and welding method for ensuring penetration rate of U-shaped ribs of steel bridge deck
WO2015122047A1 (en) One-side submerged arc welding method for multielectrode and method for producing welded product
KR200444899Y1 (en) Light weight tamdem EGW welding apparatus
KR102633044B1 (en) Apparatus for Robot Welding with Curved Part Welding Function and Method thereof
CN203765179U (en) Hybrid welding device with plasma arc mode and consumable electrode electric arc mode
CN106670626A (en) Dual-magnetic-control arc narrow-gap double-sided welding process
KR101622676B1 (en) Apparatus and method for large volume butt joint welding
Al-Quenaei Fusion welding techniques
CN204771074U (en) Tungsten utmost point argon arc welds and cools compound heat source welding equipment of metal graded seal
Kapustka Arc welding capabilities at EWI
KR20140046559A (en) An automatic welding equipment
KR102633051B1 (en) Apparatus for Metal Additive Manufacturing using Super-Tig welding
JP7351436B1 (en) Narrow gap gas shielded arc welding method and welding device for narrow gap gas shielded arc welding

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170609

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190611

Year of fee payment: 6