KR101506306B1

KR101506306B1 - 소구경 후육 강관 내면 서브머지드 아크 용접 전용기

Info

Publication number: KR101506306B1
Application number: KR1020140107607A
Authority: KR
Inventors: 이수용
Original assignee: 주식회사 산청기공
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2014-08-19
Publication date: 2015-03-27

Abstract

본 발명은 후육(厚肉) 강관의 내면 용접을 효율적으로 수행할 수 있는 서브머지드 아크 용접(SAW) 전용기에 관한 것으로, 특히 본 발명은 우수한 용접품질과 고효율의 용접이 가능한 SAW 용접 시, 용접토치, 와이어 송급장치 및 플럭스이동장치를 포함하는 용접 헤드부의 부피와 하중을 줄이는 콤팩트한 구조 개선으로부터 소구경 후육 강관의 내면 용접을 가능하게 하는 서브머지드 아크 용접 전용기에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은 강관(P)의 내부로 삽입되게 강관(P)의 길이방향으로 연장 형성되며 끝단에 용접토치(T)가 장착된 용접 헤드부(25)가 구비되는 붐대(20); 상기 붐대(20)에 구비되어 이송대차(10)에 구비된 와이어릴(301)로부터 상기 용접토치(T)쪽으로 와이어를 공급하는 와이어 공급유닛(30); 및 상기 붐대(20)에 구비되어 이송대차(10)에 구비된 플럭스탱크(401)로부터 상기 용접토치(T)가 위치하는 용접부로 플럭스를 공급하는 플럭스 공급유닛(40);을 포함하여 구성된 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

소구경 후육 강관 내면 서브머지드 아크 용접 전용기{Submerged arc welding device for pipe inside}

본 발명은 소구경의 후육(厚肉) 강관에 대한 내면 용접을 효율적으로 수행할 수 있는 서브머지드 아크 용접 전용기에 관한 것으로, 특히 우수한 용접품질과 고효율의 용접이 가능한 SAW 용접 시, 용접토치, 와이어공급장치, 및 플럭스이송장치를 포함하는 용접 헤드부의 콤팩트한 구조 개선으로부터 소구경 강관의 내면 용접을 효율적으로 수행할 수 있는 소구경 후육 강관 내면 서브머지드 아크 용접 전용기에 관한 것이다.

각종 배관이나 강관을 제작하는 방법들 중, 하나의 판재를 둥글게 말아서 서로 맞대어진 양쪽 끝단을 결합하여 강관을 제작하거나, 복수개의 판재를 원주방향으로 맞대기 한 채로 결합하여 강관을 제작하는 방법 등이 있다.

이러한 강관의 제작과정에서 강관의 내면 또는 외면에서 용접 작업이 이루어지게 되는데, 이 중 외면의 용접과정은 용접비드가 강관의 외면에 돌출된 형태가 되어 불량한 외관을 제공하기 때문에, 돌출된 용접비드를 그라인더 등에 의해 연마하는 번거로운 작업을 더 수행해야만 하고, 이러한 용접비드의 연마는 접합지점의 물리적 강성을 낮추게 된다.

따라서 최근에는 강관의 내면에서 접합지점을 용접하는 강관 내면 용접장치들이 소개되고 있으며, 이와 같은 강관 내면 용접은 용접비드가 강관의 외부로 노출되지 않기 때문에 외관불량을 초래하지 않고, 접합지점의 간격으로 용접비드가 돌출된다 해도 그 돌출된 높이가 미미하여, 이를 연마하여도 접합지점의 물리적 강성에는 거의 영향을 미치지 않는 이점이 있다.

한편 최근 플랜트, 조선이나 토목 건설 분야와 같이 대형 강관을 다루는 산업 분야를 중심으로 용접 작업의 효율성을 고려하여 SAW(Submerged Arc Welding) 용접이 많이 이용되는 추세이며, 이러한 SAW 용접은 대상물 표면에 쌓아 올린 미세한 입상 플럭스 중에 용접와이어 전극을 꽂아 놓고 아크용접을 수행함에 따라 플럭스 내에 아크가 감추어져 외부에서 보이지 않으므로 서브머지드 아크(Submerged Arc)란 이름을 붙이는 것으로, 플럭스의 보호 작용으로 용접부에 큰 전류를 흘릴 수 있고, 차광이 불필요하고, 미려한 용접비드 외관을 제공할 수 있으며, 양질의 용접금속을 제공할 수 있고, 조작이 용이하며, 용빙이 큰 고능률의 용접 방법이라는 이점이 있다.

하지만 이러한 SAW 용접 장치를 이용한 강관 내면 용접은, 직경이 큰 강관의 내면 용접 시에만 적용이 국한되고, 상대적으로 직경이 작은 강관(220~350mm)에 대해서는 그 적용이 불가한 단점이 있다.

이러한 이유는 SAW 용접 장치는 용접 특성 상 전원, 와이어공급장치, 및 플럭스이송장치 등의 기본적으로 하는 복잡한 특수 유닛들이 용접 헤드부에 구비되어야 하기 때문에, 용접 헤드부의 부피 및 하중이 비대해지는 경향이 있다.

결국 SAW 용접 장치의 용접 헤드부는 부피 및 하중에 따라 소구경의 강관(220~350mm)의 내부로 삽입되거나 자유로운 이동이 불가하기 때문에, 실질적으로 소구경의 강관에 대한 내면 용접은 SAW 용접장치에 비하여 장치 구성이 간소한 티그(TIG)용접 방식이나 가스(GAS)용접 방식을 그대로 적용하고 있어, 용접품질 개선에 한계를 가지고 있다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 대구경 강관의 내면 용접뿐만 아니라 소구경 강관의 내면 용접을 효율적으로 수행할 수 있는 서브머지드 아크 용접 전용기를 제공하는 것이다.

특히 본 발명은 우수한 용접품질과 고효율의 용접이 가능한 SAW 용접 시, 용접토치, 와이어공급장치, 및 플럭스이송장치를 포함하는 용접 헤드부의 콤팩트한 구조 개선으로부터 대구경뿐만 아니라 소구경 강관의 내면 용접을 원활하게 수행할 수 있는 서브머지드 아크 용접 전용기를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명은 강관(P)의 길이방향으로 형성되는 레일(1); 아크 용접설비가 탑재되며 상기 레일(1) 상에서 이동하는 이송대차(10); 일단이 상기 이송대차(10)에 결합되고 타단이 강관(P)의 내부로 삽입되게 강관(P)의 길이방향으로 연장 형성되며 끝단에 용접토치(T)가 장착된 용접 헤드부(25)가 구비되는 붐대(20); 상기 붐대(20)에 구비되어 이송대차(10)에 구비된 와이어릴(301)로부터 상기 용접토치(T)쪽으로 와이어를 공급하는 와이어 공급유닛(30); 및 상기 붐대(20)에 구비되어 이송대차(10)에 구비된 플럭스탱크(401)로부터 상기 용접토치(T)가 위치하는 용접부로 플럭스를 공급하는 플럭스 공급유닛(40);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 상술한 용접 전용기에 있어서; 상기 붐대(20)에는 용접 개선부(a)를 따라 이동하며 붐대(20)의 축선방향 이동을 안내 지지하는 하나 이상의 가이드롤러(26)가 구비된 것일 수 있다.

또한 상술한 용접 전용기에 있어서; 상기 와이어 공급유닛(30)은 상기 이송대차(10)에 설치되는 와이어 공급용 구동모터(31); 상기 와이어 공급용 구동모터(31)로부터 붐대(20)의 길이방향으로 연장 형성되어 회전 가능하게 설치되는 구동샤프트(32); 상기 붐대(20)의 끝단에 회전 가능하게 결합되어 상기 구동샤프트(32)와 연결기어(323,333)로 연결되는 피동샤프트(33); 및 상기 피동샤프트(33)에 결합되어 연동 회전하며 와이어를 당겨 상기 용접토치(T)쪽으로 이동시키는 와이어 공급롤러(34);를 포함하여 구성한 것일 수 있다.

이때 상기 구동샤프트(32)는 하나 이상의 유니버셜 조인트(322)를 매개로 복수의 단위샤프트(321)가 연결 구성된 것일 수 있다.

또한 상술한 용접 전용기에 있어서; 상기 플럭스 공급유닛(40)은 상기 이송대차(10)에 설치되는 플럭스 공급용 구동모터(41); 상기 플럭스 공급용 구동모터(41)와 연결되고 상기 붐대(20)의 길이방향으로 연장하여 구성되는 컨베이어(42); 및 상기 컨베이어(42)를 통해 이송된 플럭스를 상기 용접토치(T)의 전방 개선부(a)로 안내 낙하시키는 공급슬롯(53);을 포함하여 구성한 것일 수 있다.

또한 상술한 용접 전용기에 있어서; 용접 완료 후 잔존하는 플럭스(f)를 회수하는 플럭스 회수유닛(50)을 포함하여 구성할 수도 있다.

본 발명은 강관 내부로 삽입되는 용접 헤드부의 구조 개선을 통하여, 용접 헤드부의 부피와 하중을 대폭 축소함으로써, 강관 직경과 무관하게 다양한 직경의 강관 내면 용접이 가능해질 뿐만 아니라, 특히 기존 SAW 용접 장치의 적용이 불가하였던 소구경 강관(220~350mm)에 대한 내면 용접 작업을 효과적으로 수행할 수 있어 소구경 강관의 생산효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 용접 전용기를 구성하는 와이어 공급유닛의 구성을 보이는 측면 예시도.
도 2는 본 발명에 의한 용접 전용기를 구성하는 플럭스 공급유닛 및 플럭스회수유닛의 구성을 보이는 측면 예시도.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 용접 전용기를 이용한 강관 내면 용접을 위해, 용접 헤드부를 강관 내부로 진입시키는 과정을 보인 측면 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 용접 전용기를 이용한 강관 내면 용접을 위해, 용접 헤드부를 강관 내부로 진입 완료 시킨 상태를 보인 측면 예시도.
도 6은 본 발명에 의한 용접 전용기를 이용한 강관 내면 용접 과정을 보인 측면 예시도.
도 7은 본 발명에 의한 가이드롤러의 지지 상태를 보이기 위한 횡 단면 예시도.
도 8은 본 발명에 의한 용접 전용기를 이용한 강관 내면 용접의 완료시점을 보인 측면 예시도.
도 9는 본 발명에 의한 용접 전용기를 통해 강관 내면 용접이 용접 완료된 상태를 보인 강관의 횡 단면 예시도.

위에 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명의 특징과 효과들은 이하 첨부도면을 참조한 본 발명의 실시 예들을 통하여 더욱 명백히 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 용접 전용기의 구성을 보이기 위한 도면이고, 도 3 내지 도 9는 본 발명에 의한 용접 전용기를 이용한 강관 내면 용접 과정을 보인 도면이다.

본 발명의 구성을 상세하게 설명하기에 앞서 도 1을 기준으로 장치의 하측을 전방으로 정의하고 장치의 상측을 후방으로 정의한다.

본 발명에 의한 강관 내면 용접 전용기는, 강관(P)의 길이(축선)방향으로 형성되는 레일(1) 및 상기 레일(1)상에서 이동하며 일련의 아크 용접설비가 탑재되는 이송대차(10)를 포함한다.

여기서 본 발명에 의한 용접 전용기는, 상기 이송대차(10)에 설치 구성되어, 용접 대상인 강관(P)의 내부로 삽입되게 연장되어 용접토치(T)를 파지하는 붐대(20)를 포함함으로써, 내면 용접이 이루어지는 강관(P)의 직경과 무관하게 용접토치(T)가 구성된 붐대(20)만을 강관(P)의 축선방향으로 이동시켜 가며 강관 내면 용접을 효율적으로 수행할 수 있도록 하게 된다.

레일(1)은 강관(P)의 내면 용접부와 동일한 길이방향으로 작업장 바닥에 설치 구성되며, 결국 이송대차(10)는 레일(1)을 따라 강관(P)의 길이방향으로 전후 이동 가능하게 구성된다.

이러한 이송대차(10)에는 일련의 아크 용접설비가 탑재 구성되는데, 기본적으로 아크 용접설비는 주행구동부(7), 전원공급부(8), 와이어릴(301), 플럭스탱크(401), 와이어 공급용 구동모터(31), 플럭스 공급용 구동모터(41), 용접제어부(9)를 포함한다.

상기 주행구동부(7)는, 강관(P) 내면 용접을 위해 상기 레일(1)을 따라 이송대차(10)를 전후방향으로 일정 속도로 이동시키는 구동력을 제공하는 것으로, 이송대차(10)의 주행바퀴와 직, 간접적으로 연결되는 모터일 수 있다.

상기 전원공급부(8)는 아크 용접설비에서 요구되는 전원을 공급하는 것으로, 흔히 정전류 AC변압기를 사용할 수 있으며, DC 정류기 혹은 정전류나 정전압 특성을 가지는 발전기도 가능하다. 일반적으로 SAW는 쉬운 아크 발생, 깊은 용입과 우수한 비드 형상을 제공하는 직류 역극성이 사용된다.

상기 와이어릴(301)에 권취된 와이어(W)는 후술되는 와이어 공급유닛(30)을 통해 풀려지며 용접토치(T)쪽으로 일정 속도로 공급된다.

상기 플럭스탱크(401)에 채워진 입상 플럭스 역시 후술되는 플럭스 공급유닛(40)을 통해 용접토치(T)쪽으로 일정 속도로 공급된다.

상기 용접제어부(9)는 용접되는 강관(P)의 재질, 직경, 두께, 길이뿐만 아니라, 용접토치의 간격위치, 및 와이어와 플럭스의 종류에 기초하여 일련의 용접조건이 미리 설정되며, 이렇게 미리 설정된 용접조건에 따라 주행구동부(7), 전원공급부(8), 와이어 공급용 구동모터(31), 플럭스 공급용 구동모터(41)의 구동을 단속하게 된다.

한편 본 발명은 이송대차(10)로부터 강관(P)의 내부로 삽입되게 강관(P)의 축선방향으로 연장되어, 끝단부에 용접토치(T)가 구비되는 붐대(20)를 포함하여 구성한다.

이러한 붐대(20)는 이송대차(10)로부터 그 끝단에 구비되는 용접 헤드부(25)를 외팔보 구조로 고정 지지되는 것으로, 평상 시 용접 헤드부(25)는 바닥면에 고정 설치된 고정지지대(21)에 올려진 상태를 유지한다.

또한 붐대(20)는 강관(P)의 내부로 삽입된 상태에서 그 끝단에 구비되는 용접토치(T)가 강관(P)의 축선방향으로 항상 일정한 위치를 유지하여야 하는 바, 붐대(20)의 단부 하단에는 가이드롤러(26)가 구비된다.

결국 고정지지대(21)의 상면에는 가이드롤러(26)가 안착되는 주행레일(미 도시)이 형성되어 있으며, 이러한 주행레일은 강관(P)에 형성된 용접 개선부(a)와 나란히 배열된다.

도시된 실시 예에서는 하중이 집중되는 붐대(20)의 끝단 하단부에 하나의 가이드롤러(26)를 구성하고 있으나, 이와 달리 가이드롤러(26)는 붐대(20)의 하단부를 따라 균등 간격을 유지하는 복수개로 구비될 수도 있다.

가이드롤러(26)는 강관(P)의 내면에 형성된 용접 개선부(a)와 상응하는 외면을 가지도록 구성되어, 강관(P) 내면 용접 전 강관(P)의 전방으로 이동 시, 강관(P)에 형성된 용접 개선부(a)를 따라 직선 주행이 자연스레 안내되고, 이로 인해 붐대(20)의 축선방향을 안정적으로 지지하는 것과 동시에 후방에 배치된 용접토치(T)의 선형 용접주행을 안정적으로 안내하게 된다. (도 7 참조)

한편 본 발명은 붐대(20)에 구비되어 이송대차(10)에 구비된 와이어릴(301)로부터 용접토치(T)쪽으로 와이어를 공급하는 와이어 공급유닛(30), 및 상기 붐대(20)에 구비되어, 이송대차(10)에 구비된 플럭스탱크(401)로부터 상기 용접토치(T)가 위치하는 용접부로 플럭스를 공급하는 플럭스 공급유닛(40)을 포함하여 구성한다.

상기 와이어 공급유닛(30)은 이송대차(10)에 설치된 와이어 공급용 구동모터(31)와, 상기 와이어 공급용 구동모터(31)로부터 붐대(20)의 길이방향으로 연장 형성되어 붐대(20)로부터 회전 가능하게 지지되는 구동샤프트(32)와, 상기 붐대(20)의 끝단에 회전 가능하게 결합되어 상기 구동샤프트(32)와 연결기어(323,333)로 연결되는 피동샤프트(33), 및 상기 피동샤프트(33)에 결합되어 연동 회전하며 사이에 개재된 와이어(W)를 용접토치(T)쪽으로 이동시키는 와이어 공급롤러(34)를 포함하여 구성된다.

이러한 와이어 공급유닛(30)은 이송대차(10)에 구비된 와이어 공급용 구동모터(31)의 구동력을 전달하는 구동샤프트(32)를 이용하여 붐대(20)의 끝단에 구비된 와이어 공급롤러(34)쪽으로 효과적인 동력 전달이 가능하다.

여기서 도시된 실시 예와 같이 구동샤프트(32)는 복수의 단위샤프트(321)가 축선방향으로 연결된 것일 수 있으며, 이때 서로 이웃하는 단위샤프트(321)들은 유니버설 조인트(322)를 매개로 연결 구성된 것일 수 있다. 이와 같이 유니버설 조인트(322)를 매개로 복수의 단위샤프트(321)로 구동샤프트(32)를 구성함으로써, 붐대(20)의 길이방향으로 구동샤프트(32)의 처짐 현상에 의한 동력 전달 부하나 로스(Loss)를 방지할 수 있다.

또한 구동샤프트(32)와 피동샤프트(33)를 연결하기 위해 구동샤프트(32)의 끝단에는 제1 연결기어(323)가 구비되고, 이와 연결되는 피동샤프트(33)의 끝단에는 제2 연결기어(333)가 구비된다. 여기서 붐대(20)에 구비된 용접토치(T)는 수직 하방에 배치되는 강관(P) 내면 용접 개선부(a)를 향하도록 배치되어 있는 바, 상기 와이어 공급롤러(34)가 축 결합되는 피동샤프트(33)는 상기 구동샤프트(32)와 직교하는 방향으로 배치되고, 이와 같이 서로 직교하는 구동샤프트(32)와 피동샤프트(33)를 연결하기 위해 제1,2 연결기어(323,333)는 베벨기어로 구성되어 있다.

또한 상기 와이어 공급롤러(34)는 와이어(W)를 사이에 두고 서로 마주하는 한 쌍의 롤러로 구성될 수 있으며, 이러한 한 쌍의 공급롤러(34)들은 와이어(W)에 대한 마찰을 증대시키기 위해 서로 마주하여 탄력적으로 설치 구성된다.

또한 용접토치(T)를 고정 파지하는 토치홀더(29)에는 상기 와이어 공급롤러(34)로부터 수평방향으로 이송되는 와이어(W)의 방향을 전환하여 수직 하방의 용접 개선부(a)를 향하도록 안내하는 복수개의 방향 전환용 안내롤러(35)가 구비되어 있다.

이상과 같이 본 발명에 의한 와이어 공급유닛(30)은 부피 및 하중이 큰 부담으로 작용하는 와이어 공급용 구동모터(31)를 이송대차에 탑재하고, 붐대(20)를 따라 연장 배치되는 구동샤프트(32)를 이용하여 용접 헤드부(25)에 구비된 와이어 공급롤러(34)의 동력을 효과적으로 전달함으로써, 용접 헤드부(25)에 대한 부피와 하중을 크게 줄일 수 있다.

한편 상기 플럭스 공급유닛(40)은 상기 이송대차(10)에 설치되는 플럭스 공급용 구동모터(41)와, 상기 플럭스 공급용 구동모터(41)와 연결되고 상기 붐대(20)의 길이방향으로 연장하여 구성되는 컨베이어(42), 및 상기 컨베이어(42)를 통해 이송된 플럭스를 상기 용접토치(T)의 전방쪽 개선부(a)로 안내 낙하시키는 공급슬롯(43)을 포함하여 구성된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 플럭스 공급유닛(40)은 부피와 하중이 큰 플럭스탱크(401)뿐만 아니라 플럭스 공급용 구동모터(41)를 이송대차(10)에 고정 탑재시키고, 붐대(20)를 따라 연장 배치되는 컨베이어(42)를 이용하여 외부에서 내부 용접 헤드부(25)를 향해 플럭스(f)를 지속적으로 공급해 줌으로써, 용접 헤드부(25)에 대한 부피와 하중을 크게 줄일 수 있다. 또한 컨베이어(42)를 통해 플럭스(f)를 개선부(a)에 직접적으로 공급해 주기 때문에 플럭스(f)가 불필요하게 낭비되는 것도 방지할 수 있다.

한편 본 발명에 의한 용접 전용기에는 용접 시 사용된 플럭스(f)를 회수하여 재사용하는 플럭스 회수유닛(50)을 포함하여 구성할 수 있다.

플럭스 회수유닛(50)은 플럭스탱크(401)의 상부에 마련되는 플럭스회수탱크(501)와, 일단이 상기 플럭스회수탱크(501)와 연결되고 붐대(20)를 따라 연장 형성되며 상기 용접토치(T)의 후방에 배치되는 타단에 흡입구(53)가 구비되는 회수관(52), 및 상기 회수관(52)상에 장착되어 흡입구(53)를 통해 플럭스(f)를 흡입하여 플럭스회수탱크(501)로 이송시키기 위한 압력을 발생시키는 플럭스 회수용 구동펌프(51)를 포함하여 구성된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 플럭스 회수유닛(50) 역시 부피와 하중이 큰 플럭스회수탱크(501) 및 플럭스 회수용 구동펌프(51)는 이송대차(10)에 일괄 탑재하고, 상기 플럭스 회수용 구동펌프(51)를 경유하는 회수관(52)이 붐대(20)를 따라 용접 헤드부(25)에 구비된 용접토치(T)의 후방까지 연장하도록 구성됨으로써, 용접 헤드부(25)에 대한 부피와 하중을 더욱 크게 줄일 수 있다.

한편 도 3 내지 도 9를 참조하여 상기와 같은 구성의 강관 내면 용접 전용기를 이용한 강관의 내면 용접 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 용접제어부(9)에는 용접되는 강관(P)의 재질, 직경, 두께, 길이뿐만 아니라, 용접토치(T)의 간격위치, 및 와이어(W)와 플럭스(f)의 종류에 기초하여 일련의 용접조건이 미리 설정된다.

한편 도 3을 참조하면 강관(P)은 용접 개선부(a)의 균일한 간격과 위치를 유지하기 위해 강관 지지클램프(23)에 고정 지지된 상태를 유지하며, 이렇게 지지클램프(23)에 고정 지지된 강관(P)은 용접 개선부(a)가 수직 하부에 위치한 상태를 유지하고, 용접 헤드부(25)와 동일한 높이를 유지하도록 세팅된다.

또한 도 3 및 도 5를 참조하면 강관 지지클램프(23)에 고정 지지된 강관(P)의 용접 개선부(a)와 연장하는 전, 후단에는 안내판이 임시 취부된다. 이러한 안내판은 용접 개선부(a)의 전 구간에 대해 용접이 완료될 수 있도록 용접 개선부(a)의 시작부분과 끝부분에서 용접 헤드부(25)의 위치를 계속해서 유지할 수 있도록 하는 것으로, 이러한 안내판은 내면 용접이 완료된 다음 제거된다. 또한 이러한 안내판에는 용접 개선부(a)와 연장하게 형성되어 용접 헤드부(25)의 가이드롤러(26)의 이동을 안내하도록 주행레일(미 도시)이 형성된다.

상기와 같이 용접 헤드부(25)를 향하는 강관(P)의 위치 세팅이 완료된 다음, 강관 지지클램프(23)를 이동시켜 강관(P)을 용접 헤드부(25)쪽으로 이동시킨다. (도 3참조)

이때 강관(P)의 전방에 취부된 안내판이 고정지지대(21)에 밀착시켜, 고정지지대(21)에 올려진 용접 헤드부(25)의 가이드롤러(26)가 강관(P) 내부로 진입할 수 있게 위치된다.(도 4참조)

상기와 같이 전용 용접기에 대한 강관(P)의 위치 세팅이 완료된 다음, 레일(1)을 따라 이송대차(10)를 이동시켜 용접 헤드부(25)를 포함한 붐대(20)를 강관(P)의 내부로 삽입시킨다. 이때 용접 헤드부(25)의 가이드롤러(26)는 전방 안내판을 따라 강관(P) 내부로 진입한 다음, 용접 개선부(a)를 따라 이동하고, 최종 강관(P)의 후방 안내판 상에 용접토치(T)가 위치된다. (도 5참조)

상기와 같이 강관(P)의 후방 일단에 용접 헤드부(25)의 진입이 완료된 상태에서, 본 발명에 의한 전용기는 이송대차(10)를 서서히 전방으로 이동시키는 것과 동시에 용접 개선부(a)에 대한 SAW 용접을 수행하게 된다. (도 6참조)

이와 동시 와이어 공급유닛(30)은 용접 조건에 따라 일정한 속도로 와이어를 용접 헤드부(25)쪽으로 공급시킨다. 즉, 도 1을 참조하면 와이어 공급용 구동모터(31)의 작동과 함께 구동샤프트(32)가 회전하게 되면, 제1,2 연결기어(323,333)를 매개로 연결되어 있는 피동샤프트(33)가 회전하고, 이에 따라 용접 헤드부(25)를 향해 연장된 와이어(W)의 끝단을 파지하고 있는 와이어 공급롤러(34)의 회전력으로부터 와이어(W)는 용접토치(T)를 향해 지속적으로 공급된다.

또한 플럭스 공급유닛(40) 역시 용접 조건에 따라 일정한 속도와 용량의 플럭스를 용접 헤드부(25)쪽으로 공급시킨다. 즉, 도 2를 참조하면 플럭스탱크(401)의 출구에 구비된 개폐밸브(403)를 열어 일정 용량의 플럭스를 컨베이어(42)로 배출 낙하시키고, 플럭스 공급용 구동모터(41)의 작동과 함께 구동되는 컨베이어(42)를 따라 일정한 속도와 용량의 플럭스가 용접 헤드부(25)쪽으로 이송되고, 이렇게 용접 헤드부(25)쪽으로 이송된 플럭스는 컨베이어(42)의 끝단에 구비된 공급슬롯(43)을 통하여 용접토치(T)의 전방에 낙하된다.

또한 플럭스 회수유닛(50)을 통해 용접이 완료된 용접 개선부(a)에 잔존하는 플럭스를 연속적으로 회수하게 된다. 즉, 도 2를 참조하면 플럭스 회수용 구동펌프(51)를 작동시켜 회수관(52)의 저압을 발생시킴에 따라 용접토치(T)의 후방에 배치된 흡입구(53)를 통해 잔존하는 플럭스(f)는 회수관(52)을 따라 이송되어 플럭스 회수탱크(501)로 회수된다. 아울러, 이렇게 회수된 플럭스는 필요에 따라 다시 플럭스탱크(401)로 재공급되는 구조를 이루게 된다.

상기와 같이 본 발명에 의한 전용기는 용접 헤드부(25)를 강관(P)의 축선방향 전방으로 서서히 이동하며, 플럭스(f) 및 와어어(W)의 지속적인 공급으로부터 도 9에 도시된 바와 같이 내면 용접 개선부(a)에 대해 연속적인 SAW 용접을 완료하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

1: 레일 7: 주행구동부
8: 전원공급부 9: 용접제어부
10: 이송대차 20: 붐대
21: 용접 헤드부 거치대 25: 용접 헤드부
26: 가이드롤러 29: 토치홀더
T: 용접토치 30: 와이어 공급유닛
31: 와이어 공급용 구동모터 32: 구동샤프트
321: 단위샤프트 322: 유니버설 조인트
33: 피동샤프트 34: 와이어 공급롤러
35: 안내롤러 40: 플럭스 공급유닛
401: 플럭스탱크 41: 플럭스 공급용 구동모터
42: 컨베이어 43: 공급슬롯
f: 플럭스 50: 플럭스 회수유닛
501: 플럭스 회수탱크 51: 플럭스 회수용 구동펌프
52: 회수관 53: 흡입구
P: 강관

Claims

강관 내면 용접 전용기에 있어서,
강관(P)의 길이방향으로 형성되는 레일(1);
아크 용접설비가 탑재되며, 상기 레일(1) 상에서 이동하는 이송대차(10);
일단이 상기 이송대차(10)에 결합되고, 타단이 강관(P)의 내부로 삽입되게 강관(P)의 축선방향으로 연장 형성되며, 끝단에 용접토치(T)가 장착된 용접 헤드부(25)가 구비되며, 하단에는 축선방향 이동을 안내 지지하는 하나 이상의 가이드롤러(26)가 구비되는 붐대(20);
상기 이송대차(10)에 설치되는 와이어 공급용 구동모터(31)와, 상기 와이어 공급용 구동모터(31)로부터 붐대(20)의 길이방향으로 연장 형성되어 회전 가능하게 설치되는 구동샤프트(32)와, 상기 붐대(20)의 끝단에 회전 가능하게 결합되어 상기 구동샤프트(32)와 연결기어(323,333)로 연결되는 피동샤프트(33), 및 상기 피동샤프트(33)에 결합되어 연동 회전하며 이송대차(10)에 구비된 와이어릴(301)에 권취된 와이어를 당겨 용접토치(T)쪽으로 공급하는 와이어 공급롤러(34)로 이루어진 와이어 공급유닛(30); 및
상기 이송대차(10)에 설치되는 플럭스 공급용 구동모터(41)와, 상기 플럭스 공급용 구동모터(41)와 연결되고 상기 붐대(20)의 길이방향으로 연장하여 구성되는 컨베이어(42), 및 상기 컨베이어(42)를 통해 이송대차(10)에 구비된 플럭스탱크(401)로부터 용접토치(T)의 전방 개선부(a)로 플럭스를 안내 공급하는 공급슬롯(43)으로 이루어진 플럭스 공급유닛(40);을 포함하는 것을 특징으로 하는 소구경 강관 내면 서브머지드 아크 용접 전용기.
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제 1 항에 있어서,
상기 구동샤프트(32)는,
상기 붐대(20)의 길이방향으로 이어지는 복수의 단위샤프트(321); 및
서로 이웃하는 상기 단위샤프트(321)를 연결하는 유니버설 조인트(322);로 구성된 것을 특징으로 하는 소구경 강관 내면 서브머지드 아크 용접 전용기.
삭제
제1 항에 있어서,
용접 완료된 개선부(a)에 잔존하는 플럭스(f)를 회수하는 플럭스 회수유닛(50)을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 소구경 강관 내면 서브머지드 아크 용접 전용기.