KR101454728B1 - An overlay welding device for a long pipe - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an overlay welding apparatus for performing a double welding process on an inner circumferential side of a long pipe in a very long linear shape. More specifically, the overlay welding apparatus can conveniently and efficiently perform an overlay welding process on the inner circumferential side of the long pipe, and can prevent a guide wire from being elongated or sagged due to heat generated during the overlay welding process.

Description

롱 파이프 오버레이 웰딩 장치{AN OVERLAY WELDING DEVICE FOR A LONG PIPE}AN OVERLAY WELDING DEVICE FOR A LONG PIPE BACKGROUND OF THE INVENTION [0001]

본 발명은 길이가 매우 긴 직선 형상의 롱 파이프 내주면에 덧용접을 실시하기 위한 오버레이 웰딩 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 롱 파이프 내주면에 대한 오버레이 용접이 편리하고 효율적으로 수행될 수 있고 오버레이용접 과정의 진행 중 용접열로 인하여 가이드 와이어가 늘어나거나 처지는 현상을 방지할 수 있도록 개선된 롱 파이프 오버레이 웰딩 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an overlay welding apparatus for performing over welding on an inner circumferential surface of a long pipe having a very long length, and more particularly, to an overlay welding apparatus for overlay welding on an inner circumferential surface of a long pipe, To an improved long pipe overlay welding apparatus capable of preventing the guide wire from being stretched or sagged due to welding heat in progress.

일반적으로 부식과 마모는 금속 재료의 표면에서 발생하는 화학적, 기계적인 손상의 일종이며, 기계부품의 수명과 작동상태를 결정하는 중요한 요소의 하나이다.Corrosion and abrasion are a kind of chemical and mechanical damage occurring on the surface of metal materials in general, and are one of the important factors determining the life and operating condition of mechanical parts.

부식은 대기 조건, 토양 조건 및 해양 조건 등에 따라서 금속의 표면에 화학적 결함이 발생하는 것으로서 특히 해수를 이용하는 플랜트 설비나 조선해양 관련 부품의 경우에 특히 문제된다. Corrosion is a chemical defect on the surface of metal due to atmospheric conditions, soil conditions and marine conditions. Especially, it is a problem especially in the case of plant facilities or shipbuilding and marine parts using seawater.

마모는 하중의 형태와 방법, 속도, 온도, 재질, 윤활제 및 사용환경 등에 따라 다양한 형태로 나타나며, 마모를 방지하기 위하여 재료의 표면을 경화시키는 방법이나 내마모성이 우수한 재료를 개발하는 등의 연구가 지속적으로 이루어져 왔다. 이러한 시도의 일환으로 연강의 모재 위에 각 종의 내마모 합금을 클래딩시킴으로써 내마모, 내식성 및 용접성 등의 기본특성을 만족시키는 부식 및 마모 방지용 등의 클래드 합금이 개발되고 있다. Wear is shown in various forms depending on the type and method of load, speed, temperature, material, lubricant and environment of use. In order to prevent abrasion, researches such as hardening the surface of materials or developing materials with excellent wear resistance . As a part of these attempts, clad alloys such as those for corrosion and abrasion which satisfy the basic characteristics such as abrasion resistance, corrosion resistance and weldability have been developed by cladding various wear resistant alloys on the base material of mild steel.

발전설비나 석유화학 플랜트의 배관 설비에는 탄소강이 주로 사용되고, 그 내면에 스테인레스나 니켈합금 등의 내구성, 내부식성, 고강도성을 가지는 이종 금속으로 일정 두께 덧용접(an overlay welding)을 실시하여 사용하기도 한다. Carbon steel is mainly used for power generation facilities and piping systems of petrochemical plants, and an overlay welding is performed on the inner surface of the pipe with a different kind of metal having durability, corrosion resistance and high strength such as stainless steel or nickel alloy. do.

이러한 방식의 용접을 보통 오버레이 웰딩(Overlay welding)이라 하는데 금속표면을 물리적 특성이 우수한 금속으로 용접 코팅함으로써 내부식성, 내구성, 내마모성 및 강도를 향상시키기 위하여 주로 수행한다. This type of welding is generally called overlay welding, and is mainly performed to improve corrosion resistance, durability, abrasion resistance and strength by welding a metal surface with a metal having excellent physical properties.

종래에는 파이프나 압력 용기의 내면에 육성용접을 수행할 때 작업자가 직접 수작업으로 용접하였기 때문에 장시간 집중적인 작업에 의하여 작업자의 피로도가 증가하고 집중도가 낮아져 제품 불량이 원인이 되기도 하였다. 또한 내경이 작은 경우에는 작업자가 직접 내경에 들어가 작업할 수 없는 문제가 있었다. Conventionally, since the worker manually welds the inner surface of the pipe or the pressure vessel by welding, the fatigue of the worker is increased by the intensive work for a long period of time and the degree of concentration is lowered. Further, when the inner diameter is small, there is a problem that the operator can not directly enter the inner diameter and work.

따라서 길이가 매우 길고 사람이 내부로 들어가기에는 적당하지 않은 직경의 롱 파이프 내주면을 자동으로 덧용접하기 위한 별도의 수단이나 장치를 개발할 필요가 생기게 되었다.
Therefore, there is a need to develop a separate means or device for automatically welding the inner circumferential surface of the long pipe of a diameter that is too long and not suitable for a person to enter.

등록특허 제10-0950665호 "압력용기의 내외면 다전극 육성용접장치"Registered Patent No. 10-0950665 entitled "Multi-Electrode Growing Apparatus for Inside and Outside of Pressure Vessel" 공개특허 제10-2007-0096234호 "용접 대상의 조건에 따라 자동적으로 금형 육성 용접을 하기 위한 로봇 자동화 장치 및방법"Open No. 10-2007-0096234 entitled " Robot Automation Device and Method for Automatic Mold Welding Welding According to Welding Conditions " 등록특허 제10-0909596호 "파이프 내면 자동육성용접장치"Registered Patent No. 10-0909596 "Pipe Inner Self-Propelled Welding Apparatus" 등록특허 제10-0919641호 "엘보관 내면 자동육성용접장치"Registered Patent No. 10-0919641 entitled "

본 발명에서는 직선 형상의 롱 파이프의 내주면을 덧용접하기 위하여 작업자가 직접 용접을 수행할 필요가 없이 롱 파이프 내부로 유도되는 가이드 와이어 상에 장착되는 용접 토치에 의하여 용접모재인 롱 파이프가 회전 및 전진하면서 덧용접을 수행함으로써 용접 속도가 신속하고 안전하며 용접 품질에 대한 신뢰도가 높은 오버레이 용접장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
In the present invention, it is unnecessary for an operator to perform welding directly in order to weld the inner circumferential surface of a long pipe in a straight shape, and the long pipe as the welding base material is rotated and advanced by the welding torch mounted on the guide wire guided into the long pipe And it is an object of the present invention to provide an overlay welding apparatus in which the welding speed is fast, safe and highly reliable with respect to the welding quality.

전술한 목적의 달성을 위하여 본 발명에서는 바닥면에 설치되는 레일 상에서 회전하는 바퀴가 장착되어 전후로 이동하는 이송 대차; 상기 이송 대차의 상부에 마련되며 스크류축의 회전에 의하여 간격이 벌어지거나 좁아지도록 장착되는 한 쌍의 터닝 롤러를 가지는 모재 회전 지지 기구; 상기 레일의 양측 선단부에 마주하여 배치되며 상기 파이프의 내부를 통과하여 연장되는 한 쌍의 가이드 와이어의 양단을 지지하는 와이어 지지 기구; 상기 와이어 지지 기구의 내측에 형성하되, 슬라이드 가이드 상에서 상하로 직선 이동하는 슬라이더와 서모모터에 의하여 구동하는 스크류축의 회전에 의하여 승강 플레이트가 상하로 직선 이동하는 토치 승강 기구; 상기 토치 승강 기구의 하방에 결합하는 승강 플레이트가 서보 모터에 의하여 구동하는 스크류축의 회전에 의하여 상기 토치 승강 기구의 승강 플레이트와 직교하는 방향으로 직선 이동하는 토치 위빙 기구; 상기 이송 대차의 일측 상단에 고정 결합하는 본체와, 상기 본체에 회전 가능하게 마련되는 회전체와, 상기 회전체의 전단에 마련되어 파이프를 가압하여 고정하는 척과, 상기 본체를 승강시키는 척 승강 실린더로 이루어져 피용접물인 파이프의 단부를 고정하고 회전하기 위한 모재 회전 기구(140); 상기 가이드 와이어 상에서 회전하는 다수 개의 이동 롤러가 장착되는 토치 프레임과, 상기 토치 프레임에 결합하는 토치로 이루어지는 토치 기구; 및 상기 한 쌍의 와이어 지지 기구의 일측에 마련되며, 가이드 와이어를 감기 위한 윈치, 상기 윈치를 회전시키는 감속기, 상기 감속기에 동력 연결되는 윈치 모터로 이루어지는 와이어 장력 조절 기구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 롱 파이프 오버레이 웰딩 장치를 제안한다. In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, there is provided a conveyance truck which is mounted on a rail provided on a floor surface, A base material rotation support mechanism having a pair of turning rollers provided on the conveying carriage and mounted to be spaced apart or narrowed by rotation of a screw shaft; A wire supporting mechanism disposed opposite both ends of the rail and supporting both ends of a pair of guide wires extending through the inside of the pipe; A torch lifting mechanism which is formed inside the wire supporting mechanism and in which the lifting plate is linearly moved up and down by rotation of a slider moving vertically on the slide guide and a screw shaft driven by the thermo-motor; A lifting plate coupled to a lower portion of the torch lifting mechanism is linearly moved in a direction perpendicular to a lifting plate of the torch lifting mechanism by rotation of a screw shaft driven by a servomotor; A rotating body rotatably provided on the main body, a chuck provided on the front end of the rotating body for pressing and fixing the pipe, and a chuck lifting cylinder for lifting and lowering the main body, A base material rotating mechanism 140 for fixing and rotating the end portion of the pipe to be welded; A torch frame having a plurality of moving rollers mounted on the guide wire, the torch frame being mounted on the guide wire, and a torch coupled to the torch frame; And a wire tension adjusting mechanism provided at one side of the pair of wire supporting mechanisms and including a winch for winding the guide wire, a speed reducer for rotating the winch, and a winch motor powered by the speed reducer A long pipe overlay welding apparatus is proposed.

여기서, 상기 토치 프레임의 전단에는 토치 안내 프레임(171)이 결합하고, 상기 토치 안내 프레임의 일측 선단부는 상기 토치 승강 기구의 승강 플레이트에 결합하는 것이 바람직하다.
It is preferable that a torch guide frame 171 is coupled to the front end of the torch frame and one end of the torch guide frame is coupled to the lifting plate of the torch lifting mechanism.

본 발명에 의하면 직선의 롱 파이프의 내주면 덧용접이 작업자의 관여 없이 자동으로 안전하게 수행되므로 종래의 수작업과 비교하여 작업자의 피로도가 적고, 생산성이 우수하고 용접면 품질의 일정성이 확보되는 이점이 있다. According to the present invention, since the inner circumferential surface overlap weld of the straight long pipe is automatically and safely performed without involving the operator, there is an advantage that the fatigue of the worker is small, the productivity is excellent, and the uniformity of the weld surface quality is secured compared with the conventional manual work .

특히 본 발명에서는 가이드 와이어 상에 장착되는 용접 토치와 롱 파이프의 내주면 간의 간격을 쉽게 조절할 수 있으며, 피용접물인 롱 파이프가 회전과 동시에 전진과 후진을 하면서 용접을 수행하므로 용접 속도가 매우 신속하며 안정적이라는 장점이 있다.
Particularly, in the present invention, the interval between the welding torch mounted on the guide wire and the inner circumferential surface of the long pipe can be easily adjusted, and the welding is performed while the long pipe, .

도1은 본 발명에 따른 오버레이 웰딩 장치의 정면 배치도.
도2는 본 발명에 따른 와이어 지지 기구, 토치 승강 기구 및 토치 위빙 기구의 개략적인 정면 배치도.
도3은 본 발명에 따른 와이어 지지 기구의 정면도.
도4는 본 발명에 따른 토치 승강 기구의 정면도.
도5는 본 발명에 따른 토치 위빙 기구의 평면도.
도6은 본 발명에 따른 모재 회전 기구의 개략적인 측면도 및 정면도.
도7은 본 발명에 따른 모재 회전 지지 기구의 측면도.
도8은 도6의 모재 회전 기구와 토치 기구의 개략적인 부분 확대도.
도9는 본 발명에 따른 토치 기구의 정면도.
도10은 본 발명에 따른 와이어 장력 조절 기구의 부분 확대도.
1 is a frontal arrangement view of an overlay welding apparatus according to the present invention;
2 is a schematic frontal layout view of a wire supporting mechanism, a torch lifting mechanism and a torch weaving mechanism according to the present invention.
3 is a front view of a wire support mechanism according to the present invention.
4 is a front view of the torch lifting mechanism according to the present invention.
5 is a plan view of a torch weaving apparatus according to the present invention;
FIG. 6 is a schematic side view and front view of a base material rotating mechanism according to the present invention; FIG.
7 is a side view of a base material rotation support mechanism according to the present invention.
8 is a schematic partial enlarged view of the base material rotating mechanism and the torch mechanism of Fig.
9 is a front view of a torch mechanism according to the present invention.
10 is a partially enlarged view of a wire tension adjusting mechanism according to the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작동원리에 관하여 상술한다. Hereinafter, the structure and operation principle of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명에 따른 오버레이 웰딩 장치의 정면 배치도이다. 본 발명에 따른 오버레이 웰딩 장치(100)는 크게 바닥면에 길이 방향으로 형성되는 레일(101), 상기 레일 상에서 전후로 이동하는 모재 이송 기구(150), 상기 모재 이송 기구(150)의 상부에 장착되어 용접 모재인 롱 파이프(10)를 고정하고 회전시키는 모재 회전 기구(140), 상기 롱 파이프의 내부 관통하도록 좌우로 연장되는 한 쌍의 가이드 와이어(102), 상기 가이드 와이어(102)의 양측 선단부에 마련되어 가이드 와이어(102)가 처지지 않도록 지지하는 와이어 지지 기구(110), 상기 가이드 와이어(102) 상에 장착되는 토치 안내 프레임(171)을 상하로 승강시켜 토치(175)의 높낮이를 조절하기 위한 토치 승강 기구(120), 상기 토치 승강 기구(120)의 하방에 결합하여 상기 토치 안내 프레임(171)을 전후로 왕복이동시킴으로써 토치(175)에 위빙 동작을 부여하는 토치 위빙 기구(130) 및 상기 가이드 와이어(102)를 필요에 따라 자동으로 감거나 풀어서 장력을 조절하는 장력 조절용 윈치 모터(181)로 이루어진다. 1 is a front view of an overlay welding apparatus according to the present invention. The overlay welding apparatus 100 according to the present invention includes a rail 101 formed on a floor surface in a longitudinal direction thereof, a base material transfer mechanism 150 moving back and forth on the rail, and an overlay welding apparatus 100 mounted on the base material transfer mechanism 150 A base material rotating mechanism 140 for fixing and rotating the long pipe 10 as a base material, a pair of guide wires 102 extending leftward and rightward to penetrate the long pipe 10, A wire support mechanism 110 for supporting the guide wire 102 so as to prevent the guide wire 102 from being lifted up and a torch guide frame 171 mounted on the guide wire 102 for lifting the torch 175 up and down, A torch lifting mechanism 120 coupled to the torch lifting mechanism 120 to move the torch guide frame 171 back and forth so as to apply a weaving operation to the torch 175; And a tension control winch motor 181 for automatically tensioning or loosening the guide wire 102 to adjust tension.

도2에 도시한 바와 같이 상기 레일(101)의 양측 선단부 외측으로는 한 쌍의 와이어 지지 기구(110)가 형성된다. 상기 와이어 지지 기구(110)는 한 쌍의 와이어(102)의 양측 선단부를 지지 및 고정하기 위한 것이다. As shown in FIG. 2, a pair of wire supporting mechanisms 110 are formed outside the front ends of both sides of the rail 101. The wire support mechanism 110 is for supporting and fixing both ends of the pair of wires 102.

상기 가이드 와이어(102)의 양측 선단은 와이어 고정 브라켓(183a,183b)에 연결되어 장력을 유지하도록 한다. Both ends of the guide wire 102 are connected to the wire fixing brackets 183a and 183b to maintain the tension.

상기 와이어 지지 기구(110)는 바닥면 위에 형성되어 하중을 지지하는 지지 프레임(110a) 상에 형성된다. The wire support mechanism 110 is formed on a support frame 110a formed on a bottom surface and supporting a load.

상기 와이어 지지 기구(110)의 본체에는 한 쌍의 슬라이드 가이드(116)가 좌우로 나란하게 형성되고, 상기 슬라이드 가이드(116) 상에는 슬라이더(115)가 상하로 슬라이드 가능하게 결합한다. A pair of slide guides 116 are formed on the body of the wire support mechanism 110 so as to be parallel to each other and a slider 115 is slidably engaged on the slide guides 116.

상기 좌우 한 쌍의 슬라이드 가이드(116) 사이의 본체(111) 면에는 스크류축(113)이 스크류 회전 지지 브라켓(113a,113b)에 의하여 회전 가능하게 장착된다. 도면에서 미설명 부호 117은 조절핸들을 나타낸다. A screw shaft 113 is rotatably mounted on the surface of the main body 111 between the pair of left and right slide guides 116 by screw rotation support brackets 113a and 113b. In the drawing, reference numeral 117 denotes a control handle.

상기 스크류축(113) 상에는 나사블럭(114)이 나선 결합하고, 상기 나사블럭(114)은 상기 슬라이더(115)에 결합하는 승강 플레이트(112)에 고정된다. 이러한 구조는 스크류축(113)에 의하여 상기 나사블럭(114)이 스크류축(113) 상에서 나선 이동하여 승강하게 되고 이에 의하여 상기 나사블럭(114)에 결합하는 승강 플레이트(112)가 슬라이더(115)에 의하여 슬라이드 가이드(116) 상에서 상하로 슬라이딩하도록 한다. A screw block 114 is screwed on the screw shaft 113 and the screw block 114 is fixed to a lift plate 112 coupled to the slider 115. In this structure, the threaded block 114 is spirally moved on the screw shaft 113 by the screw shaft 113 so that the lifting plate 112 coupled to the threaded block 114 is moved to the slider 115, So as to slide up and down on the slide guide 116.

상기 와이어 지지 기구(110)의 본체(222) 내부에는 도2에 도시한 바와 같이 회전휠이 회전 가능하게 장착되는데 상기 회전휠(118)은 가이드 와이어(102)를 상기 와이어 고정 브라켓(183a) 측으로 안내 및 지지하는 역할을 한다. 2, a rotating wheel is rotatably mounted inside the main body 222 of the wire supporting mechanism 110. The rotating wheel 118 rotates the guide wire 102 toward the wire fixing bracket 183a Guides and supports them.

상기 토치 승강 기구(120)의 본체(121)에는 한 쌍의 슬라이드 가이드(126) 좌우로 나란하게 배치되고 상기 각 슬라이드 가이드(126) 상의 슬라이더(125)는 슬라이드 가이드(126) 상에서 상하로 직선이동한다. A pair of slide guides 126 are disposed on the main body 121 of the torch lifting mechanism 120 so as to be parallel to each other and the slider 125 on each slide guide 126 moves up and down on the slide guide 126 do.

상기 한 쌍의 슬라이드 가이드(126) 사이의 본체(121) 면에는 서보 모터(127)에 의하여 회전하는 스크류축(123)이 스크류 회전 지지 브라켓(123a,123b)에 의하여 회전 가능하게 마련되고, 상기 스크류축(123) 상에는 스크류축(123)의 회전에 의하여 나사 이동하는 나사블럭(124)이 결합한다. A screw shaft 123 rotated by a servo motor 127 is rotatably supported by the screw rotation support brackets 123a and 123b on a surface of the main body 121 between the pair of slide guides 126, On the screw shaft 123, a screw block 124, which is screwed by the rotation of the screw shaft 123, is engaged.

이러한 구조의 상기 토치 승강 유닛(120)에는 후술할 토치 안내 프레임(171)의 일측 선단부가 연결되어 승강 플레이트(122)의 승강에 의하여 토치(175)의 상하 높낮이가 조절된다. One end of the torch guide frame 171, which will be described later, is connected to the torch lifting unit 120 having such a structure, and the vertical height of the torch 175 is adjusted by lifting the lifting plate 122.

상기 토치 승강 기구(120)는 바닥면에 고정되는 지지 프레임(130a)의 상부에 결합하는 토치 위빙 기구(130)의 상부에 마련된다. The torch lifting mechanism 120 is provided on the upper portion of the torch weaving mechanism 130 which is coupled to the upper portion of the support frame 130a fixed to the floor surface.

상기 토치 위빙 기구(130)는 도5에 도시한 바와 같이 이동 플레이트(132)가 상기 토치 승강 기구(120)의 승강 플레이트(122)와 직교하는 방향, 즉 수평 방향으로 왕복 직선 운동한다. 5, the moving plate 132 linearly moves reciprocally in a direction perpendicular to the lifting plate 122 of the torch lifting mechanism 120, that is, in the horizontal direction.

상기 본체(131) 상에는 한 쌍의 슬라이드 가이드(136)가 형성되며, 상기 슬라이드 가이드(136) 상에는 슬라이더(135)가 직선 이동 가능하게 장착된다. 상기 한 쌍의 슬라이드 가이드(136) 사이에는 스크류축(133)이 스크류 회전 지지 브라켓(133a)에 의하여 회전 가능하게 장착된다. 상기 스크류축(133)의 일측 선단에는 서보 모터(137)가 동력 연결된다. 상기 스크류축(133) 상에서 나선 이동하는 나사블럭(134)의 상부에는 이동 플레이트(132)가 결합하여 좌우로 왕복 직선 운동한다. A pair of slide guides 136 are formed on the main body 131 and a slider 135 is mounted on the slide guides 136 in a linearly movable manner. A screw shaft 133 is rotatably mounted between the pair of slide guides 136 by a screw rotation support bracket 133a. A servomotor (137) is connected to one end of the screw shaft (133). A moving plate 132 is coupled to an upper portion of the screw block 134, which spirally moves on the screw shaft 133, and reciprocates linearly.

상기 토치 승강 기구(120)는 상기 토치 위빙 기구(130)의 이동 플레이트(132)상에 고정 결합하여 전후의 방향으로 직선 이동한다. 따라서 토치(175)의 용접 중에 토치의 선단부가 좌우로 위빙 동작을 수행하여 용접을 진행하게 되는 것이다. The torch lifting mechanism 120 is fixedly coupled to the moving plate 132 of the torch weaving mechanism 130 and linearly moves in the forward and backward directions. Therefore, during the welding of the torch 175, the tip of the torch performs the weaving operation from side to side so that the welding proceeds.

상기 레일(101) 상에는 도6 및 도7에 도시한 바와 같이 다수의 바퀴(152)가 레일(101) 상에서 회전하도록 장착되는 이송 대차(151)가 마련된다. 상기 이송 대차(151)에는 모재 이송 서보 모터(153)가 장착되어 이송 대차(151)를 레일(101) 상에서 이동가능하게 한다. 6 and 7, a plurality of wheels 152 are mounted on the rails 101 so as to rotate on the rails 101, as shown in FIGS. A material feed servomotor 153 is mounted on the feed truck 151 to enable the feed truck 151 to move on the rail 101.

도면에서 미설명 부호 153a는 모재 이송 서보모터(153)의 모터축에 결합하는 구동기어를 나타내며, 153c는 레일(101) 상에서 구르는 바퀴(152)의 회전축을 나타내며, 153b는 상기 회전축(153c)의 선단에 마련되는 피동기어(153b)를 나타낸다. Reference numeral 153a denotes a driving gear which is coupled to the motor shaft of the base material transfer servomotor 153. 153c denotes a rotation axis of the wheel 152 that rolls on the rail 101. 153b denotes a rotation shaft of the rotation shaft 153c And a driven gear 153b provided at the tip end.

상기 이송 대차(151)의 일측 상부에는 모재 회전 기구(140)가 마련된다. 상기 모재 회전 기구(140)는 모재인 롱 파이프(10)의 일측 단부를 고정 지지한 후 롱 파이프(10)를 회전시키기 위한 것으로서 롱 파이프(10)를 고정하는 수단과 이를 회전시키기 위한 수단이 조합하여 구성된다. A base material rotating mechanism 140 is provided on one side of the conveyance truck 151. The base material rotating mechanism 140 is for rotating the long pipe 10 after fixing one end of the long pipe 10 as a base material and fixing means for rotating the long pipe 10 and means for rotating the long pipe 10 are combined .

상기 이송 대차(151)의 상면에 고정되는 본체(141)에는 회전체(143)가 회전 가능하게 마련되어 상기 척(144)과 함께 회전한다. 또한 상기 본체(141)는 상기 이송 대차(151) 상에 하단부가 고정되는 가이드봉(142) 상에서 상하로 슬라이드 이동하도록 형성된다. A rotating body 143 is rotatably provided on the main body 141 fixed to the upper surface of the transporting carriage 151 and rotated together with the chuck 144. Further, the main body 141 is formed to slide up and down on a guide bar 142 on which a lower end is fixed on the transporting carriage 151.

상기 본체(141)의 상부에는 척 승강 실린더(145)가 마련되어 척 승강 실린더(145)의 실린더 로드가 상기 본체(141)의 상면에 결합한다. 따라서 유압 실린더인 척 승강 실린더(145)의 신축에 의하여 본체(141)가 가이드봉(142) 상에서 승강하게 된다. 이러한 구조에 의하여 모재인 롱 파이프(10)를 물어 고정하는 상기 척(144)의 높낮이를 조절된다. A chuck lifting cylinder 145 is provided at an upper portion of the main body 141 so that the cylinder rod of the chuck lifting cylinder 145 is engaged with the upper surface of the main body 141. Therefore, the main body 141 is lifted and lowered on the guide rod 142 by the expansion and contraction of the chuck lift cylinder 145 which is a hydraulic cylinder. With this structure, the height of the chuck 144, which fixes the long pipe 10 as a base material, is fixed.

상기 회전체(143)의 외주면에는 링 형상의 피동기어(143a)가 형성되고, 상기 피동기어(143a)에는 상기 본체(141)에 고정되는 서보모터(146)의 모터축에 형성되는 구동기어(146a)가 치합한다. 따라서 서보모터(146)의 구동에 의하여 상기 회전체(143)가 회전하게 된다. Shaped driven gear 143a is formed on the outer circumferential surface of the rotating body 143. A driven gear 143a is provided on the driven shaft 143a and is fixed to the main body 141 by a driving gear 146a. Therefore, the rotating body 143 rotates by the driving of the servo motor 146.

상기 회전체(143)의 전방에는 유압에 의하여 작동하는 척(144)이 마련된다. 상기 척(144)은 이에 물리는 파이프(10)의 직경에 대응하여 물림턱(미도시)이 유압에 의하여 반경 방향으로 가변되도록 한다. A chuck 144 operated by hydraulic pressure is provided in front of the rotating body 143. The chuck 144 causes the jaws (not shown) to vary radially by hydraulic pressure in correspondence with the diameter of the pipe 10 to which it is threaded.

상기 척(144)에 물려 고정되는 파이프(10)는 도7에 도시한 바와 같은 모재 회전 지지 기구(160)에 의하여 회전 지지 된다. 상기 모재 회전 지지 기구(160)는 이송 대차(151)의 상부에 결합하는 베이스 프레임(161) 상에 마련된다. The pipe 10 fixed to the chuck 144 is rotatably supported by the base material rotation support mechanism 160 as shown in FIG. The base material rotation support mechanism 160 is provided on the base frame 161 coupled to the upper portion of the conveyance truck 151.

즉, 상기 베이스 프레임(161) 상에 본체(162)가 결합하고, 상기 본체(162)에는 조절 핸들(163a)이 부착된 스크류축(163)이 회전 가능하게 장착된다. 상기 본체(162)의 상면에는 상기 스크류축(163) 상에 나사 결합하여 스크류축(163)의 회전에 의하여 나선 이동하는 나사블럭(164)에 결합하는 한 쌍의 롤러 지지 프레임(165)이 형성된다. That is, the main body 162 is coupled to the base frame 161, and the screw shaft 163 to which the adjustment handle 163a is attached is rotatably mounted on the main body 162. [ A pair of roller supporting frames 165 are formed on the upper surface of the main body 162 so as to engage with screw blocks 164 which are screwed on the screw shaft 163 and are helically moved by the rotation of the screw shaft 163 do.

상기 롤러 지지 프레임(165)은 상기 본체(162) 상에서 도7을 기준으로 좌우 방향으로 슬라이드 이동한다. 상기 한 쌍의 롤러 지지 프레임(165) 상에는 터닝롤러(166)가 회전 가능하게 결합한다. The roller support frame 165 slides in the left and right directions on the main body 162 with reference to Fig. On the pair of roller support frames 165, a turning roller 166 is rotatably engaged.

상기 터닝롤러(166) 상에 장착되는 파이프(10)의 직경에 따라 상기 조절 핸들(163a)을 돌려 한 쌍의 터닝롤러(166) 간의 간격을 조절함으로써 파이프(10)를 승강시켜 위치를 셋팅할 수 있다. 도7의 미설명부호 163b는 스크류 회전 지지 브라켓을 나타낸다. The adjustment handle 163a is rotated according to the diameter of the pipe 10 mounted on the turning roller 166 to adjust the gap between the pair of turning rollers 166, . Reference numeral 163b in Fig. 7 denotes a screw rotation support bracket.

도9는 본 발명에 따른 토치 기구의 정면도인데, 본 발명에서는 토치(175)가 고정 장착되는 토치 프레임(172)의 전방 측에 별도의 프레임인 토치 안내 프레임(171)이 결합한다. 상기 토치 안내 프레임(171)의 전방측 선단부는 전술한 바와 같이 상기 토치 승강 기구(120)에 결합한다. 상기 토치 안내 프레임(171)에는 다수의 이동롤러(173)가 회전 가능하게 결합한다. FIG. 9 is a front view of the torch mechanism according to the present invention. In the present invention, a torch guide frame 171, which is a separate frame, is coupled to the front side of the torch frame 172 to which the torch 175 is fixedly mounted. The front end of the torch guide frame 171 is coupled to the torch lifting mechanism 120 as described above. A plurality of moving rollers 173 are rotatably coupled to the torch guide frame 171.

상기 토치 안내 프레임(171) 후방의 상기 토치 프레임(172)에도 다수의 이동롤러(172a)가 회전 가능하게 장착된다. 상기 토치 프레임(172)의 후방측에는 토치(175)가 고정 부착되고, 상기 토치(175)의 전방측에는 카메라(176)가 장착되어 용접 부근의 상황을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 한다. A plurality of moving rollers 172a are also rotatably mounted on the torch frame 172 behind the torch guide frame 171. [ A torch 175 is fixedly attached to the rear side of the torch frame 172 and a camera 176 is mounted on the front side of the torch 175 to monitor the situation near the welding in real time.

도면에서 미설명부호 177은 용접기의 전류 및 전압 신호를 받아서 용접 아크의 높이를 자동으로 조절하기 위한 서보 모터를 나타낸다. 도면에서 미설명 부호 174는 토치(175)에 용접 와이어를 공급하기 위한 용접 와이어 노즐을 나타내고, 178은 가스 케이블을, 179는 냉각 케이블을 나타낸다. In the drawing, reference numeral 177 denotes a servo motor for automatically adjusting the height of the welding arc by receiving the current and voltage signals of the welding machine. Reference numeral 174 denotes a welding wire nozzle for supplying a welding wire to the torch 175, 178 denotes a gas cable, and 179 denotes a cooling cable.

상기 파이프(100의 외경 측에는 다수의 냉각수 노즐(미도시)을 배치하여 필요에 따라 또는 수시로 냉각수를 파이프(10)의 외주면에 분사할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. It is preferable to arrange a plurality of cooling water nozzles (not shown) on the outer diameter side of the pipe 100 so that cooling water can be sprayed on the outer circumferential surface of the pipe 10 as needed or occasionally.

이러한 냉각수 노즐에 의하여 파이프(10)의 외주면을 냉각하는 경우 파이프(10)의 내주면 덧용접에도 용접 포인트 주변의 온도가 지나치게 상승하여 가이드 와이어(102)가 고온의 열에 의하여 인장되어 처지는 것을 방지할 수 있으며, 피용접물인 파이프가 고열에 의하여 변형되는 것을 방지할 수 있게 된다. When the outer circumferential surface of the pipe 10 is cooled by the cooling water nozzle, the temperature around the welding point rises excessively even in the welding of the inner circumferential surface of the pipe 10, so that the guide wire 102 can be prevented from being pulled up due to high temperature heat And it is possible to prevent the pipe as the workpiece from being deformed due to the high temperature.

도10은 본 발명에 따른 와이어 장력 조절 기구의 부분 확대도이다. 도1의 우측 끝단에 위치하는 와이어 지지 기구(110)의 외측(오른쪽)에는 가이드 와이어(102)의 우측 단부를 고정하기 위한 와이어 고정 브라켓(183b)이 마련된다. 아울러 상기 가이드 와이에(102)에 연결된 로드셀의 신호를 수신하여 상기 가이드 와이어(102)를 감거나 풀어서 와이어의 장력을 조절하기 위한 장력조절용 윈치 모터(181)가 마련된다. 10 is a partially enlarged view of a wire tension adjusting mechanism according to the present invention. A wire fixing bracket 183b for fixing the right end of the guide wire 102 is provided on the outer side (right side) of the wire supporting mechanism 110 located at the right end of Fig. And a tension control winch motor 181 for receiving a signal of a load cell connected to the guide wire 102 and winding or loosening the guide wire 102 to adjust the tension of the wire.

상기 장력조절용 윈치 모터(181)에는 감속기(182)가 커플링(181a)에 의하여 동력 연결되며, 상기 감속기(182)에 의하여 와이어 윈치(184)가 회전하게 된다.
A reduction gear 182 is connected to the tension control winch motor 181 by a coupling 181a and the wire winch 184 is rotated by the reduction gear 182.

본 발명은 직선 롱 파이프의 내주면을 작업자의 관여 없이 자동으로 덧용접하기 위한 것으로서 덧용접 작업이 안정적으로 수행될 뿐 아니라 용접 과정 동안에도 토치의 승강 동작 및 위빙 동작이 효율적으로 수행될 수 있고 파이프의 전진 및 회전 이동이 용접작업의 정도에 따라 적절하게 구현될 수 있도록 설계된 롱 파이프 내주면 오버레이 웰딩 장치에 관한 것이다. The present invention is to automatically weld the inner circumferential surface of a straight long pipe without involving an operator, and the over welding operation is stably performed, and the elevating operation and the weaving operation of the torch can be performed efficiently during the welding process. The present invention relates to a long pipe inner circumferential surface overlay welding apparatus designed to be suitably implemented according to the degree of welding work.

따라서 본 발명은 해상용, 화학 플랜트나 발전소용 롱 파이프의 내주면 오버레이 용접에 활용하는 경우 그 작업 효율이나 생산성이 획기적으로 향상될 것으로 본다.
Accordingly, when the present invention is applied to an inner circumferential surface overlay welding of a long pipe for marine use, chemical plant, or power plant, its working efficiency and productivity will be improved remarkably.

100: 오버레이 웰딩 장치 101: 레일
102: 가이드 와이어 110: 와이어 지지 기구
111: 본체 112: 승강 플레이트
113: 스크류축 116: 슬라이드 가이드
117: 조절 핸들 120: 토치 승강 기구
121: 본체 122: 승강 플레이트
123: 스크류축 126: 슬라이드 가이드
127: 서보 모터 130: 토치 위빙 기구
131: 본체 132: 승강 플레이트
133: 스크류축 136: 슬라이드 가이드
137: 서보 모터 140: 모재 회전 기구
141: 본체 142: 가이드봉
143: 회전체 144: 척
150: 모재 이송 기구 151: 이송 대차
152: 바퀴 153: 모재 이송 서보모터
160: 모재 회전 지지 기구 161: 베이스 프레임
162: 본체 163: 스크류축
164: 나사블럭 165: 롤러 지지 프레임
166: 터닝롤러 170: 토치 기구
171: 토치 안내 프레임 172: 토치 프레임
173: 이동롤러 174: 용접 와이어 노즐
175: 토치 181: 장력조절용 윈치모터
184: 윈치
100: overlay welding apparatus 101: rail
102: guide wire 110: wire support mechanism
111: main body 112: lifting plate
113: screw shaft 116: slide guide
117: adjustment handle 120: torch lifting mechanism
121: main body 122: lifting plate
123: screw shaft 126: slide guide
127: Servo motor 130: Torch weaving machine
131: main body 132: lifting plate
133: screw shaft 136: slide guide
137: Servo motor 140: Base material rotating mechanism
141: main body 142: guide rod
143: Rotor 144: Chuck
150: base material feed mechanism 151: feed bogie
152: wheel 153: base material transfer servomotor
160: base material rotation support mechanism 161: base frame
162: main body 163: screw shaft
164: screw block 165: roller support frame
166: Turning roller 170: Torch mechanism
171: Torch guide frame 172: Torch frame
173: Moving roller 174: Welding wire nozzle
175: Torch 181: Winch motor for tension control
184: Winch

Claims (2)

바닥면에 설치되는 레일 상에서 회전하는 바퀴가 장착되어 전후로 이동하는 이송 대차;
상기 이송 대차의 상부에 마련되며 스크류축의 회전에 의하여 간격이 벌어지거나 좁아지도록 장착되는 한 쌍의 터닝 롤러를 가지는 모재 회전 지지 기구;
상기 레일의 양측 선단부에 마주하여 배치되며 파이프의 내부를 통과하여 연장되는 한 쌍의 가이드 와이어의 양단을 지지하는 와이어 지지 기구;
상기 와이어 지지 기구의 내측에 형성하되, 슬라이드 가이드 상에서 상하로 직선 이동하는 슬라이더와 서모모터에 의하여 구동하는 스크류축의 회전에 의하여 승강 플레이트가 상하로 직선 이동하는 토치 승강 기구;
상기 토치 승강 기구의 하방에 결합하는 승강 플레이트가 서보 모터에 의하여 구동하는 스크류축의 회전에 의하여 상기 토치 승강 기구의 승강 플레이트와 직교하는 방향으로 직선 이동하는 토치 위빙 기구;
상기 이송 대차의 일측 상단에 고정 결합하는 본체와, 상기 본체에 회전 가능하게 마련되는 회전체와, 상기 회전체의 전단에 마련되어 파이프를 가압하여 고정하는 척과, 상기 본체를 승강시키는 척 승강 실린더로 이루어져 피용접물인 파이프의 단부를 고정하고 회전하기 위한 모재 회전 기구(140);
상기 가이드 와이어 상에서 회전하는 다수 개의 이동 롤러가 장착되는 토치 프레임과, 상기 토치 프레임에 결합하는 토치로 이루어지는 토치 기구; 및
상기 한 쌍의 와이어 지지 기구의 일측에 마련되며, 가이드 와이어를 감기 위한 윈치, 상기 윈치를 회전시키는 감속기, 상기 감속기에 동력 연결되는 윈치 모터로 이루어지는 와이어 장력 조절 기구
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 롱 파이프 오버레이 웰딩 장치.
A transport bogie that moves forward and backward with a rotating wheel mounted on a rail provided on the floor;
A base material rotation support mechanism having a pair of turning rollers provided on the conveying carriage and mounted to be spaced apart or narrowed by rotation of a screw shaft;
A wire supporting mechanism disposed opposite both ends of the rail and supporting both ends of a pair of guide wires extending through the inside of the pipe;
A torch lifting mechanism which is formed inside the wire supporting mechanism and in which the lifting plate is linearly moved up and down by rotation of a slider moving vertically on the slide guide and a screw shaft driven by the thermo-motor;
A lifting plate coupled to a lower portion of the torch lifting mechanism is linearly moved in a direction perpendicular to a lifting plate of the torch lifting mechanism by rotation of a screw shaft driven by a servomotor;
A rotating body rotatably provided on the main body, a chuck provided on the front end of the rotating body for pressing and fixing the pipe, and a chuck lifting cylinder for lifting and lowering the main body, A base material rotating mechanism 140 for fixing and rotating the end portion of the pipe to be welded;
A torch frame having a plurality of moving rollers mounted on the guide wire, the torch frame being mounted on the guide wire, and a torch coupled to the torch frame; And
A wire tension adjusting mechanism provided at one side of the pair of wire supporting mechanisms and including a winch for winding the guide wire, a speed reducer for rotating the winch, and a winch motor powered by the speed reducer,
Wherein the long pipe overlayer welding apparatus comprises:
제1항에 있어서,
상기 토치 프레임의 전단에는 토치 안내 프레임(171)이 결합하고, 상기 토치 안내 프레임의 일측 선단부는 상기 토치 승강 기구의 승강 플레이트에 결합하는 것을 특징으로 하는 직선 파이프의 내면 오버레이 웰딩 장치.
The method according to claim 1,
Wherein a torch guide frame (171) is coupled to a front end of the torch frame, and a front end of the torch guide frame is coupled to a lifting plate of the torch lifting mechanism.
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