KR101444350B1 - 선체 블록 제작방법 - Google Patents

Abstract

선체 블록 제작방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 선체 블록 제작방법은 형강재를 주판에 용접시 주판 가장자리 부근이 제1방향으로 휘어지는 휨변형량을 판단하고, 주판 가장자리 부근이 휘어지는 제1방향과 반대방향인 제2방향으로 주판 가장자리 부근을 휨변형량만큼 휘어지도록 가공하고, 주판 위에 하나 이상의 형강재를 용접을 통해 일괄적으로 결합한다.

Description

선체 블록 제작방법{HULL BLOCK MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 선체 블록 제작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선체 블록의 제조 시간을 단축할 수 있는 선체 블록 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 화물선 또는 여객선의 선체를 구성하는 선체블록은 그 두께가 대형 화물선의 경우 15-25mm인 강판이 사용되고 여객선의 경우 7-14mm 두께의 강판이 사용되며 선체블록의 크기는 소형인 경우 5 x 15m이고 중형인 경우 10 x 20m이며 대형인 경우 30 x 40m에 달한다. 이들 선체블록은 휨을 방지하기 위하여 형강재가 선체블록의 폭방향 또는 길이방향으로 일정한 간격을 두고 용접되어 보강된다. 대개 이들 형강재는 선체 블록의 이면에 소정 간격을 두고 다수가 용접된다. 이러한 형강재는 그 일측 각부가 선체블록의 이면에 대하여 수직으로 배치되고 형강재의 각부와 선체블록 사이의 양측 접속부가 자동용접장치에 의해 일괄적으로 용접된다. 이러한 용접은 용접봉의 용융용접에 의하여 이루어지며 이때에 약 3600℃의 열이 발생된다. 이러한 용접작업시의 고열은 형강재 용접부의 선체블록부분이 열변형이 발생되도록 하므로 이러한 변형을 방지하기 위한 선체블록의 형강재 용접부의 변형방지장치가 대한민국 공개특허공보 특2002-0060290호에 개시되었다.

특허문헌 1: 한국공개특허공보 제2002-0060290호(2002.07.18 공개)

본 발명의 실시 예는 주판에 형강재를 용접하여 제작하는 선체블록 제작시 곡직작업을 별도로 수행하지 않도록 함으로써 제작시간을 단축할 수 있는 선체블록 제작방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 주판 위에 하나 이상의 형강재를 용접 결합하여 선체 블록을 제작하는 선체 블록 제작방법에 있어서, 상기 형강재를 상기 주판에 용접시 상기 주판 가장자리 부근이 제1방향으로 휘어지는 휨변형량을 판단하고, 상기 주판 가장자리 부근이 휘어지는 제1방향과 반대방향인 제2방향으로 상기 주판 가장자리 부근을 상기 휨변형량만큼 휘어지도록 가공하고, 상기 주판 위에 상기 하나 이상의 형강재를 용접을 통해 일괄적으로 결합하는 선체 블록 제작방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 주판 가장자리 부근을 휘어지도록 가공하는 것은 프레스 성형에 의해 이루어질 수 있다.

또한, 상기 하나 이상의 형강재를 용접하는 것은 상기 하나 이상의 형강재와 대응하는 수의 오토 캐리지를 갖는 자동용접장치에 의해 상기 하나 이상의 형강재의 길이방향을 따라 한번에 일괄적으로 용접을 수행할 수 있다.

또한, 상기 주판 가장자리 부근을 휘어지도록 가공하는 것은 상기 주판 가장자리와 가장 인접한 위치에 결합되는 형강재의 용접부분을 기준으로 가공할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 선체 블록 제작 후 곡직 작업을 별도로 수행하지 않아도 되므로 주판에 보강재를 용접하여 제작되는 선체블록의 제작시간을 단축할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선체블록을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 선체블록을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자동용접장치에 의해 선체블록을 용접하는 상태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 주판 가장자리 부근이 휘어진 상태를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 주판의 가장자리 부근을 선 가공한 상태를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 선 가공한 상태의 주판에 자동용접장치에 의해 형강재가 용접 결합되는 상태를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 자동용접장치에 의해 형강재가 용접시 주판의 가장자리 부근이 정상상태로 복원되는 상태를 도시한 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선체블록을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 선체블록을 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자동용접장치에 의해 선체블록을 용접하는 상태를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 주판 가장자리 부근이 휘어진 상태를 도시한 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 선체블록은 주판(10)과 주판(10) 위에 고정되는 다수의 형강재(20)를 포함한다.

주판(10)은 선박의 선체를 이루는 구성으로, 충분한 강성 확보를 위하여 철강재를 압출 공정으로 처리하여 제작한 소정 두께의 평판 형태로 구비될 수 있다. 다수의 형강재(20)는 선체블록을 이루는 주판(10)의 강성을 보강하기 위하여 주판(10)의 일면에 폭방향 또는 길이방향으로 소정 간격을 두고 이격 배치되어 주판(10)에 용접 결합된다.

형강재(20)는 철강재를 열간압연 처리하여 제작한 평판 형태를 설계조건에 따라 절단하여 완성한 단면 'T'자 또는 'ㄱ'자 형태의 형강재로 구비될 수 있다. 이러한 형강재(20)는 주판(10)의 면에 대하여 수직한 상태로 배치되고, 형강재(20)와 주판(10)이 접하는 부분에는 도 3에 도시한 바와 같이 다수의 용접토치(31)를 갖는 자동용접장치(30)에 의해 용접 결합되게 된다. 즉 자동용접장치(30)는 주판(10)에 수직하게 배치된 형강재(20)의 웨브(web,21) 양측에 한 쌍의 용접토치(31)를 구비한 공지된 오토 캐리지(auto carriage,33)가 주판(10)에 배치된 형강재(20)의 수와 대응하는 수로 병렬 배치되고, 다수의 오토 캐리지(33)는 레일을 따라 동시에 이동하면서 일괄적으로 용접을 수행하는 장치이다.

이와 같이 자동용접장치(30)에 의하여 주판(10) 위에 병렬 배치된 다수의 형강재(20)를 용접하는 경우, 형강재(20)의 웨브(21)와 주판(10)이 만나는 모서리 부분 양측에는 용접비드(23)가 형성되어 형강재(20)와 주판(10)은 서로 결합되게 된다. 한편 이와 같은 자동용접장치(30)에 의하여 용접 작업을 수행하는 경우 도 4에 도시한 바와 같이 주판(10)의 가장자리 부근(13)은 용접열에 의하여 상부방향(제1방향)으로 휘어지는 현상이 발생하게 된다. 이에 따라 작업자는 휘어진 주판(10)의 가장자리 부근(13)을 복원하기 위하여 열을 가해 곧게 펴는 곡직 작업을 수행하여야 하므로 이러한 곡직 작업의 추가에 따른 선체블록의 제작시간이 늘어나게 된다.

이를 방지하도록, 본 발명의 실시 예에 따른 선체블록의 제작방법은 용접열에 의해 굽어지는 주판(10)의 가장자리 부근(13)의 곡직 작업을 필요치 않도록 함에 의해 선체블록의 제작시간을 단축할 수 있도록 한다.

이를 위해, 먼저 자동용접장치(30)에 의하여 주판(10) 위에 배치된 형강재(20)를 한번에 일괄적으로 용접 결합하는 경우 도 4에 도시한 바와 같이 주판(10)의 가장자리 부근(13)이 상부방향으로 휘어지는 휨변형량(θ)을 판단한다. 휨변형량(θ)을 판단하는 방법은 주지 공용되고 있는 프로세서에 의한 자동계산처리가 가능한 용접 변형량 해석 시스템을 사용하여 판단하거나, 현장에서 작업 후 실질적으로 변형되는 휨변형량을 계측하는 방법에 의하여 판단할 수 있다. 이러한 용접 변형량 해석 시스템의 일 예로는 본 출원인이 출원한 대한민국 등록특허공보 제10-0809531호에 의한 판넬 라인의 실시간 용접 변형 해석 시스템 및 방법을 응용하여 적용하거나 다른 공지된 방법을 적용할 수 있을 것이다.

주판(10)의 가장자리 부근(13)이 상부방향으로 휘어지는 휨변형량(θ)을 판단한 후에는 주판(10) 위에 형강재(20)를 용접하기 전 주판(10)의 가장자리 부근(13)을 도 5에 도시한 바와 같이 상부방향(제1방향)과 반대방향인 하부방향(제2방향)으로 휨변형량(θ)만큼 휘어지도록 선 가공한다. 이러한 주판(10)의 가장자리 부근(13)은 프레스 가공 또는 기타 가공 장비(열가공 등)를 이용하여 휨변형량(θ)만큼 휘어지도록 가공한다. 이 경우 주판(10)의 가장자리 부근(13)을 휘어지도록 가공하는 경우는 주판(10)의 가장자리와 가장 인접한 위치에 용접 결합되는 형강재(20)의 용접부분(15)을 기준으로 벤딩시킨다.

이와 같이 주판(10)의 가장자리 부근(13)을 휘어지도록 선 가공한 후에는 주판(10) 위에 하나 이상의 형강재(20)를 일정 간격을 두고 병렬 배치시킨 상태에서 도 6에 도시한 바와 같이 자동용접장치(30)에 의하여 주판(10)과 형강재(20)가 접하는 양측 모서리 부분의 용접을 한번에 일괄적으로 수행하게 된다. 이때 주판(10)의 가장자리와 인접한 위치에 배치되는 형강재(20)의 용접부분(15)에서 발생하는 용접열에 의하여 주판(10)의 가장자리 부근(13)은 휨변형량(θ)만큼 상부방향(제1방향)으로 휘어지게 되어 용접 작업이 완료된 경우에는 도 7에 도시한 바와 같이 주판(10)의 가장자리 부근(13)은 곧은 상태를 유지하는 정상위치로 복원되게 된다. 이에 따라 주판(10)에 형강재(20)를 용접 결합하여 선체 블록을 제작한 후 용접열에 의하여 주판(10)의 변형된 부위를 열을 가해 곧게 펴는 곡직작업을 작업자가 별도로 수행하지 않아도 됨에 의해 후행 작업을 위한 이동을 빠르게 수행할 수 있게 되어 공정의 단축에 의한 원가 절감 및 선체 블록의 제작 공정을 단순화할 수 있게 된다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

10: 주판, 13: 가장자리 부근,
15: 용접부분, 20: 형강재,
21: 웨브, 23: 용접비드,
30: 자동용접장치, 31: 용접토치.

Claims (4)

1. 주판 위에 하나 이상의 형강재를 용접 결합하여 선체 블록을 제작하는 선체 블록 제작방법에 있어서,
   상기 형강재를 상기 주판에 용접시 상기 주판 가장자리 부근이 제1방향으로 휘어지는 휨변형량을 판단하고,
   상기 주판 가장자리 부근이 휘어지는 제1방향과 반대방향인 제2방향으로 상기 주판 가장자리 부근을 상기 휨변형량만큼 휘어지도록 가공하고,
   상기 주판 위에 상기 하나 이상의 형강재를 용접을 통해 일괄적으로 결합하되,
   상기 하나 이상의 형강재를 용접하는 것은 상기 하나 이상의 형강재와 대응하는 수의 오토 캐리지를 갖는 자동용접장치에 의해 상기 하나 이상의 형강재의 길이방향을 따라 한번에 일괄적으로 용접을 수행하는 선체 블록 제작방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 주판 가장자리 부근을 휘어지도록 가공하는 것은 프레스 성형에 의해 이루어지는 선체 블록 제작방법.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 주판 가장자리 부근을 휘어지도록 가공하는 것은 상기 주판 가장자리와 가장 인접한 위치에 결합되는 형강재의 용접부분을 기준으로 가공하는 선체 블록 제작방법.

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