KR101412049B1 - 결함제거 재용접기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 결함제거 재용접기에 관한 것으로서, 용접 완료된 접합부를 따라 이동하면서 용접 결함을 검출하는 탐상장치가 설치되는 탐상부와; 상기 탐상장치의 후방에서 탐상장치에 의해 검출된 용접 결함 부위를 재용접하는 용접장치가 설치되는 용접부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

결함제거 재용접기{APPARATUS FOR DETECTING OF DEFECTIVE WELDING AND RE-WELDING}

본 발명은 결함제거 재용접기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 접합부의 결함을 검출하고 결함 부위를 재용접함으로써 용접 품질을 향상시킬 수 있는 결함제거 재용접기에 관한 것이다.

일반적으로 용접은 금속재료에 열과 압력을 가하여 고체 사이에 직접 결합이 되도록 접합시키는 방법으로 융접법과 압접법이 있다.

상기 융접법은 접합부에 금속재료를 가열.용융시켜 서로 다른 두 재료의 원자 결합을 재배열하여 결합시키는 방법으로 아크용접, 가스용접, 테르밋용접 등이 있다.

상기 압접법은 접합부에 외부의 강한 물리적 압력을 가해 접합하는 방법으로 가스 압접이나 단접(鍛接)처럼 압력을 가하는 동시에 가열하는 방법을 특히 가열압접 또는 고온압접이라고 한다.

일반적으로 압접을 사용하는 재료에는 알루미늄, 구리 등과 같이 연성(延性)이 높은 재료를 사용하며 상온에서 가압하는 것만으로도 용접이 가능하여 냉간압접(冷間壓接)이라고 한다.

이와 같은 용접이 이루어지는 접합면은 불순물을 포함하여 쉽게 물러지는 경향이 있으므로 접합부에 산소를 없애주는 탈산제(脫酸劑)나 금속이 잘 섞이도록 용해를 촉진하는 융제(溶劑)를 사용하거나 또 비활성이나 환원성 기체를 사용하여 산화를 방지하는 경우도 있다.

한편, 용접 결과의 좋고 나쁨을 용접성이라고 하는데 이것에는 용접 시 그 대상이 되는 모재(母材), 용접봉, 작업 조건의 모든 것이 영향을 받으며, 이로 인해 용접 중에는 용접 부위에 기포가 발생하거나 슬래그가 포함되는 등으로 용접 결함이 발생하므로 이와 같은 용접 결함을 검사할 필요가 있다.

즉, 용접이 제대로 이루어지지 않았음에도 불구하고 용접작업이 계속 이루어져 용접 결함이 발생되면 제품이 용접되지 않거나 부분 용접된 채로 출하되는 경우가 있으므로 제품의 내구성이 저하되거나 안정성에 심각한 문제점이 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 초음파 탐상장치에 의해 결함이 발견되면 결함부위를 표시한 후 수작업을 통하여 용접부위를 재가열하여 결함 부위를 제거하게 되고, 제거 후 처음부터 다시 용접작업을 하여야 하는 불편함과 생산성 저하를 야기하는 문제점이 있었다.

공개특허공보 제2005-0023634호(2005.03.10)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 접합부의 결함을 탐상하고 결함 부위를 재용접할 수 있는 결함제거 재용접기를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 결함제거 재용접기는, 용접 완료된 접합부를 따라 이동하면서 용접 결함을 검출하는 탐상장치가 설치되는 탐상부와; 상기 탐상부의 후방에서 상기 탐상장치에 의해 검출된 용접 결함 부위를 재용접하는 용접장치가 설치되는 용접부와; 상기 탐상장치와 용접장치의 모든 작동 정보를 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 탐상부와 용접부를 양쪽에서 지지하며 접합부의 길이 방향을 따라 이동할 수 있도록 바퀴가 회전 가능하게 설치되는 이동 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 탐상부와 용접부는 상기 이동 지지부 위에서 각각 탐상 위치 및 용접 위치에 대응하는 좌우방향으로 왕복 운동하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 탐상부는 모재 위에 접촉한 상태에서 전진 이동 또는 좌우 이동할 수 있도록 보조바퀴가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 용접부는 상기 이동 지지부에 대해 승강 이동이 가능하게 미세조정부가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 용접장치는, 박판 용접이 가능한 티그 용접기와, 중판 용접 및 후판 용접이 가능한 가우징 용접기 중 적어도 하나 이상이 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 용접부에는 상기 접합부와, 상기 용접장치 사이의 높이를 일정하게 유지할 수 있도록 간격 조정을 위한 거리센서가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 탐상부와 용접부에는, 상기 모재와의 최대 간격 이상으로 불규칙적인 접합부가 발생 시 탐상장치와 용접장치가 접합부 위로 상승하도록 안내하는 상하이동부가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 제어장치는, 상기 탐상장치와 용접장치 간의 거리와 이동 속도를 획득하고, 그 이동 속도에 따라 접합부에 대한 상기 용접장치의 정확한 용접 좌표 데이터를 검출하도록 구비된 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 결함제거 재용접기에 의하면, 모재의 겹침 이음부에 용접된 접합부를 따라 이동하면서 탐상장치를 통해 결함을 검출하고, 그 결함 부위를 재용접함으로써, 상기 접합부의 품질 향상과 용접 결함 제거에 따른 용접 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 결함제거 재용접기를 나타내는 저면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 결함제거 재용접기를 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 결함제거 재용접기를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 결함제거 재용접기를 나타내는 저면 사시도이다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 결함제거 재용접기는 모재의 겹침 이음부에 용접되는 접합부(S)를 따라 이동하면서 상기 접합부(S)에 대한 용접 결함을 검출하여 재용접할 수 있도록 하는 데 주안점이 있다.

특히 불균일하고 굴곡진 접함부(S)를 유연하게 추적하여 자동으로 이동 가능하도록 하는 데 있다.

본 발명에 따른 결함제거 재용접기는, 용접 완료된 접합부(S)를 따라 이동하면서 용접 결함을 검출하는 탐상장치(110)가 설치되는 탐상부(100)와, 상기 탐상부(100)의 후방에서 상기 탐상장치(110)에 의해 검출된 용접 결함 부위를 재용접하는 용접장치(210)가 설치되는 적어도 하나의 용접부(200)를 포함한다.

또한, 상기 접합부(S)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있도록 바퀴(330)가 회전 가능하게 설치되며 상기 탐상부(100)와 용접부(200)를 양쪽에서 지지하는 이동 지지부(300)를 포함한다.

이때, 상기 이동 지지부(300)에 대해 상기 탐상부(100)와 용접부(200)는, 각각 탐상 위치 및 용접 위치에 대응하는 좌우방향으로 왕복 운동하면서 접합부(S)를 따라 이동하게 된다.

즉, 상기 탐상부(100)와 용접부(200)는 상기 이동 지지부(300) 위에서 좌우로 슬라이딩하도록 설치되어 있다.

이를 위해, 상기 이동 지지부(300)에는 상기 탐상부(100)와 용접부(200)가 각각 좌우로 슬라이딩 가능하도록 레일부재(310)가 설치되며, 또한 상기 레일부재(310)의 양단에 직교하도록 설치된 동시에 하단에 상기 바퀴(330)를 구비한 지지부재(320)가 설치되어 있다.

그리고 상기 탐상부(100)는 피 용접물인 모재 위에 접촉한 상태에서 전진 이동 또는 좌우 이동을 하여야 하므로 하단에 보조바퀴(120)가 설치되어 있다.

이와 함께, 상기 접합부(S)의 불규칙적인 높이에 대응하고 균일한 아크 길이를 조절할 수 있도록 상기 용접부(200)에는 상기 이동 지지부(300)에 대해 승강 이동이 가능하게 미세조정부(202)가 설치된다.

한편, 상기 탐상장치(110)는, 초음파 탐상검사를 통해 검사하는 장치로서, 용접 부위, 즉 접합부(S)에 초음파를 전달하여 불연속으로 반사된 초음파의 에너지량과 초음파의 진행 시간에 따른 변화량을 분석하여 불연속의 위치 및 크기를 도출하여 균열 등의 면상 결함을 검출하게 된다.

또한, 상기 접합부(S)와 대응하며 용접부(200)의 하면에 구비된 용접장치(210)는, 박판 용접이 가능하도록 티그 용접기(211)와, 중판 용접 및 후판 용접이 가능하도록 가우징 용접기(212) 중 적어도 하나 이상이 설치된다.

여기서, 상기 티그 용접기(211)와 가우징 용접기(212)에 대한 선택 용접은 사용자가 미리 모재의 두께에 대한 정보를 미리 획득하여 이들 중 하나를 구동하도록 선택하게 되나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 모재의 두께를 감지하여 자동으로 티그 용접기(211)와 가우징 용접기(212) 중 하나를 선택하여 자동으로 작동하도록 하는 구성이 채택될 수도 있다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예에서, 상기 탐상장치(110)와 용접장치(210)는 일반적으로 공지된 기술을 이용하여 이루어지는 것이 바람직하며, 다양한 관련 기술이 채택될 수 있다.

한편, 상기 용접장치(210)의 일측에는 상기 접합부(S)와, 용접장치(210)의 전극봉 사이의 높이를 일정하게 유지할 수 있도록 간격 조정을 위한 거리센서(220)가 설치되어 있다.

한편, 본 발명에 따른 실시예에서는, 상기 용접장치(210)의 과열로 인한 고온에 의해 탐상장치(110)가 고장의 원인이 될 수 있어 상기 탐상부(100)와 용접부(200)를 서로 이격시켰으나, 반드시 상기 탐상부(100)와 용접부(200)를 이격시킬 필요는 없으며, 상기 탐상장치(110)가 열에 강한 형태나 구조로 설치되는 구성이라면 서로 근접하게 위치시키는 것이 용접장치(210)의 정확한 용접 위치 설정에 유리하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 결함제거 재용접기는, 지그의 이동 경로 데이터와, 용접 전류, 용접 전압과 같은 용접 조건 데이터와, 용접 결함 부위 검출 및 이에 따른 좌표 설정 데이터와, 상기 용접 결함 부위의 재용접 데이터 등을 통해 상기 탐상장치(110)와 용접장치(210)의 모든 작동 정보를 제어하는 제어장치(400)를 포함한다.

구체적으로, 상기 제어장치(400)는, 상기 이동 지지부(300)의 바퀴(330)에 구비된 구동 모터(미도시)에 구동 신호를 전달하여 지그가 일정한 속도로 접합부(S)를 따라 이동할 수 있도록 제어할 수 있으며, 여기에는 속도 검출기를 추가할 수 있다.

또한, 상기 제어장치(400)는, 상기 탐상장치(110)와 용접장치(210) 간의 거리와 상기 지그의 이동 속도를 획득하고, 그 이동 속도에 따라 접합부에 대한 상기 용접장치(210)의 정확한 용접 좌표 데이터를 검출하게 된다.

이에 따라, 상기 제어장치(400)는 상기 탐상부(100)의 탐상장치(110)로부터 전달되는 용접 결함과 관련된 탐상 신호를 전달받아 상기 용접부(200)의 용접장치(210)를 제어하되, 상기 탐상장치(110)가 용접 결함 부위의 좌표 데이터를 설정하여 제어장치(400)에 전송하면 상기 제어장치(400)는 후방에 위치한 용접장치(210)가 정확한 용접 좌표 데이터에 따라 용접 결함 부위를 용접할 수 있도록 제어하게 된다.

이때, 상기 탐상부(100)의 좌우 이동, 그리고 상기 용접부(200)의 좌우 이동 및 승강 이동과 관련된 제어 로직도 상기 제어장치(400)에 의해 이루어지는 것이 당연하다.

이하 본 발명에 따른 결함제거 재용접기의 제2실시예를 설명하는데, 본 발명의 제1실시예와 동일한 구성과 동일한 기능을 갖는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본원발명에 따른 결함제거 재용접기에서, 상기 탐상부(100)와 용접부(200)에는, 상기 모재와의 최대 간격 이상으로 불규칙적인 접합부(S)가 발생 시에 탐상장치(110)와 용접장치(210)가 접합부(S) 위로 상승하도록 안내하는 상하이동부(101,201)가 설치되어 있다.

여기서, 상기 상하이동부(101,201)은 앞서 설명한 레일부재일 수 있으며, 공압 및 유압 실린더 등의 작동수단을 채택하여 이용할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예의 기재에 한정되지 않으며, 본 발명의 특허청구범위의 기재를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 탐상부 101 : 상하이동부
110 : 탐상장치 120 : 보조바퀴
200 : 용접부 201 : 상하이동부
202 : 미세조정부 210 : 용접장치
211 : 티그 용접기 212 : 가우징 용접기
220 : 거리센서 300 : 이동 지지부
310 : 레일부재 320 : 지지부재
330 : 바퀴 400 : 제어장치

Claims (9)

1. 용접 완료된 접합부를 따라 이동하면서 용접 결함을 검출하는 탐상장치가 설치되는 탐상부와;
   상기 탐상부의 후방에서 상기 탐상장치에 의해 검출된 용접 결함 부위를 재용접하는 용접장치가 설치되는 용접부와;
   상기 탐상장치와 용접장치의 모든 작동 정보를 제어하는 제어장치를 포함하되,
   상기 탐상부와 용접부를 양쪽에서 지지하며 접합부의 길이 방향을 따라 이동할 수 있도록 바퀴가 회전 가능하게 설치되는 이동 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 결함제거 재용접기.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 탐상부와 용접부는 상기 이동 지지부 위에서 각각 탐상 위치 및 용접 위치에 대응하는 좌우방향으로 왕복 운동하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 결함제거 재용접기.
   
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 탐상부는 모재 위에 접촉한 상태에서 전진 이동 또는 좌우 이동할 수 있도록 보조바퀴가 설치된 것을 특징으로 하는 결함제거 재용접기.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 용접부는 상기 이동 지지부에 대해 승강 이동이 가능하게 미세조정부가 설치된 것을 특징으로 하는 결함제거 재용접기.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 용접장치는,
   박판 용접이 가능한 티그 용접기와,
   중판 용접 및 후판 용접이 가능한 가우징 용접기 중 적어도 하나 이상이 설치된 것을 특징으로 하는 결함제거 재용접기.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 용접부에는 상기 접합부와, 상기 용접장치 사이의 높이를 일정하게 유지할 수 있도록 간격 조정을 위한 거리센서가 설치된 것을 특징으로 하는 결함제거 재용접기.
   
8. 제4항에 있어서,
   상기 탐상부와 용접부에는, 상기 모재와의 최대 간격 이상으로 불규칙적인 접합부가 발생 시 탐상장치와 용접장치가 접합부 위로 상승하도록 안내하는 상하이동부가 설치된 것을 특징으로 하는 결함제거 재용접기.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 제어장치는,
   상기 탐상장치와 용접장치 간의 거리와 이동 속도를 획득하고, 그 이동 속도에 따라 접합부에 대한 상기 용접장치의 정확한 용접 좌표 데이터를 검출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 결함제거 재용접기.
   

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