KR101516130B1

KR101516130B1 - 파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치

Info

Publication number: KR101516130B1
Application number: KR1020140172369A
Authority: KR
Inventors: 유용현; 안병태; 박신규; 주정철; 오정석
Original assignee: 세원셀론텍(주)
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2015-04-29
Also published as: WO2016089068A1

Abstract

본 발명은 메인프레임, 고정프레임 및 서브머지드 아크용접부를 포함하고, 상기 서브머지드 아크용접부는, 상기 메인프레임의 일측에 상하로 이동 가능하게 설치된 상하용접프레임과, 상기 상하용접프레임으로부터 좌우로 이동 가능하게 설치된 좌우용접프레임과, 와이어가 감긴 와이어릴로부터 상기 와이어를 일정하게 송급하는 와이어송급기와, 내부에 수용된 플럭스를 플럭스튜브를 통해 공급하는 플럭스공급기와, 상기 좌우용접프레임에 고정 설치되고, 상기 와이어송급기로부터 상기 와이어를 송급받으며, 전원의 인가에 따라 아크를 발생시켜 상기 가용접부를 아크용접하는 용접토치와, 상기 용접토치의 전방에 고정 설치되고, 상기 플럭스공급기의 플럭스튜브와 연결되어 상기 플럭스를 공급받으며, 상기 용접토치에 의해 아크용접되는 상기 가용접부에 상기 플럭스를 살포하는 플럭스살포기와, 상기 플럭스살포기의 전방에 위치하고, 상기 플럭스살포기로부터 살포되는 상기 플럭스가 상기 가용접부의 전방 아래로 흘러내리지 않고 뭉치도록 받아주는 플럭스받이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치에 관한 것이다.

Description

파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치{APPARATUS FOR PIPE BUTT SUBMERGED ARC WELDING}

본 발명은 한 쌍의 파이프를 길이방향을 따라 서로 연결하기 위한 파이프 맞대기 용접장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파이프 맞대기 용접시 용접봉인 와이어가 용제인 플럭스 속에서 아크용접이 이루어지는 파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업현장에서 사용되고 있는 용접기법은 융접, 압접 및 납접 등으로 분류되고, 그 중 조선이나 플랜트 및 철구조물 제조공정에서 가장 널리 사용되고 있는 용접법을 세분화하면, 사용전극이 소모되는 소모식과 사용전극이 소모되지 않는 비소모식 용접법으로 분류된다.

상기 소모식 용접법 중에는 대표적으로 피복 아크용접(Shield Metal Arc Welding), 가스메탈 아크용접(Gas Metal Arc Welding) 및 서브머지드 아크용접(Submerged Arc Welding) 등이 있다.

상기 서브머지드 아크용접은 용제인 입상의 플럭스(flux)가 쌓인 내부에서 용접봉인 와이어(wire)와 모재 사이에 아크를 발생시켜 얻어지는 열로 둘 이상의 피접합물을 용접하는 방법으로서, 모재 위에 입상의 플럭스를 미리 쌓아 놓고 그 속에 전류가 흐르는 와이어를 연속적으로 공급하여 용접을 한다.

이때, 아크는 플럭스에 의해 덮혀져 있어 외부로부터 보이지 않으며, 플럭스는 대기를 차단하여 용접금속의 정련작용시 보호를 하게 되고, 용접비드나 슬래그 형성에 기여하게 된다. 서브머지드 아크용접은 사용 용접봉인 와이어의 크기와 전류가 크기 때문에 용입이 깊고, 두꺼운 판 구조용강의 고능률 접합기법으로 많이 채용되는데, 이와 같은 용도를 살펴보면, 선박건조, 강관제작 및 일반 철구조물의 제작시 맞대기 이음부나, 필렛이음부 및 덧살붙임 용접 등에 많이 사용되고 있는 대표적인 고능률 용접법이다.

상술한 바와 같이 서브머지드 아크용접이 사용되는 용도 중 강관제작, 즉 파이프 맞대기 용접에 사용되는 장치가 바로 파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치이다.

종래 기술에 따른 파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치는, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 상하 및 좌우로 이동 가능하게 설치된 메인프레임(10)과, 상기 메인프레임(10)의 일측으로부터 이격되도록 고정설치되고, 맞대기 가용접된 한 쌍의 파이프(P, P') 중 어느 하나를 고정하여 회전시키는 고정척(21)이 구비된 고정프레임(20)과, 상기 고정프레임(20)을 바라보도록 상기 메인프레임(10)의 일측에 설치되고, 상기 고정프레임(20)의 고정척(21)에 고정되어 회전하는 한 쌍의 파이프(P, P') 사이의 가용접부(TW)를 따라 서브머지드 아크용접하는 서브머지드 아크용접부(30)를 포함하여 이루어진다.

상기 메인프레임(10)의 상하 및 좌우 이동은 파이프(P, P')의 길이 및 크기에 따라 가용접부(TW)가 위치하는 곳으로 서브머지드 아크용접부(30)를 대략적으로 위치 고정시키기 위한 것이다. 또한, 상기 고정프레임(20)은 고정척(21)이 구비되어 파이프(P, P')를 좌우 길이방향으로 고정하고, 일방향으로 회전시키면 가용접부(TW)가 따라 돌면서 상기 서브머지드 아크용접부(30)에 의해 아크용접된다.

이때, 상기 서브머지드 아크용접부(30)는 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이 상기 메인프레임(10)의 일측에 상하로 이동 가능하게 설치된 상하용접프레임(31)과, 상기 상하용접프레임(31)으로부터 좌우로 이동 가능하게 설치된 좌우용접프레임(32)과, 와이어(W)가 감긴 와이어릴(33a)로부터 상기 와이어(W)를 일정하게 송급하는 와이어송급기(33)와, 내부에 수용된 플럭스(F)를 플럭스튜브(34a)를 통해 공급하는 플럭스공급기(34)와, 상기 좌우용접프레임(32)에 고정 설치되고, 상기 와이어송급기(33)로부터 상기 와이어(W)를 송급받으며, 전원의 인가에 따라 아크를 발생시켜 상기 가용접부(TW)를 아크용접하는 용접토치(35)와, 상기 용접토치(35)의 전방에 고정 설치되고, 상기 플럭스공급기(34)의 플럭스튜브(34a)와 연결되어 상기 플럭스(F)를 공급받으며, 상기 용접토치(35)에 의해 아크용접되는 상기 가용접부(TW)에 상기 플럭스(F)를 살포하는 플럭스살포기(36)를 포함한다.

즉, 플럭스살포기(36)가 상기 용접토치(35)의 전방에 위치하여 미리 가용접부(TW)에 플럭스(F)를 살포하고, 플럭스(F)가 살포되어 쌓인 상태에서 용접토치(35)가 쌓여진 플럭스(F)의 내부에서 아크를 발생시켜 상기 가용접부(TW)를 아크용접하는 것이다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이 고정척(21)에 고정된 파이프(P, P')가 회전하게 되면 당연히 가용접부(TW)도 회전하게 되고, 플럭스살포기(36)가 가용접부(TW)에 플럭스(F)를 미리 살포하여 쌓아두면 용접토치(35)가 쌓여진 플럭스(F)의 내부에서 아크용접을 수행할 수 있는 것이다.

다만, 상술한 작동과정의 경우 도 5에 도시된 바와 같이 직경이 14인치 이상의 대구경 파이프(P, P') 간의 맞대기 용접시에는 가용접부(TW)의 곡률반경이 크므로 플럭스(F)가 가용접부(TW)의 상단에서 원호를 따라 아래로 흘러내리지 않고 쌓인 상태를 유지하므로 가능하다.

그러나, 도 6에 도시된 바와 같이 직경이 14인치 이하의 소구경 파이프(P, P') 간의 맞대기 용접시에는 가용접부(TW)의 곡률반경이 작으므로 플럭스(F)가 가용접부(TW)의 상단에 쌓이지 못한다. 즉, 플럭스(F)가 가용접부(TW)의 상단으로부터 원호를 따라 전방 아래로 흘러내려 플럭스(F)의 내부에 용접토치(35)가 묻히지 못하고, 외부로 노출된 상태로 아크용접이 되기 때문에 용접불량이 발생할 수밖에 없는 문제가 있다.

따라서, 실제 직경 14인치 이하의 소구경 파이프(P, P')의 경우에도 용접장치를 이용하여 자동용접을 할 수 있도록 제작됨에 반해, 상기와 같은 문제로 용접장치를 사용할 수 없다. 따라서, 이전부터 지금까지 소구경 파이프(P, P')의 경우에는 작업자의 수작업으로 진행하고 있어, 생산성이 급격하게 저하되는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 직경인 큰 대구경 파이프는 물론이고, 직경이 작은 소구경 파이프 간의 맞대기 서브머지드 아크용접시에도 플럭스가 가용접부의 상단에서 아래로 흘러내리지 않고, 쌓인 상태를 유지하여 용접불량을 방지할 수 있어 품질 및 생산성 향상을 제고할 수 있는 파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치는, 상하 및 좌우로 이동 가능하게 설치된 메인프레임과, 상기 메인프레임의 일측으로부터 이격되도록 고정설치되고, 맞대기 가용접된 한 쌍의 파이프 중 어느 하나를 고정하여 회전시키는 고정척이 구비된 고정프레임과, 상기 고정프레임을 바라보도록 상기 메인프레임의 일측에 설치되고, 상기 고정프레임의 고정척에 고정되어 회전하는 한 쌍의 파이프 사이의 가용접부를 따라 서브머지드 아크용접하는 서브머지드 아크용접부를 포함하고, 상기 서브머지드 아크용접부는, 상기 메인프레임의 일측에 상하로 이동 가능하게 설치된 상하용접프레임과, 상기 상하용접프레임으로부터 좌우로 이동 가능하게 설치된 좌우용접프레임과, 와이어가 감긴 와이어릴로부터 상기 와이어를 일정하게 송급하는 와이어송급기와, 내부에 수용된 플럭스를 플럭스튜브를 통해 공급하는 플럭스공급기와, 상기 좌우용접프레임에 고정 설치되고, 상기 와이어송급기로부터 상기 와이어를 송급받으며, 전원의 인가에 따라 아크를 발생시켜 상기 가용접부를 아크용접하는 용접토치와, 상기 용접토치의 전방에 고정 설치되고, 상기 플럭스공급기의 플럭스튜브와 연결되어 상기 플럭스를 공급받으며, 상기 용접토치에 의해 아크용접되는 상기 가용접부에 상기 플럭스를 살포하는 플럭스살포기와, 상기 플럭스살포기의 전방에 위치하고, 상기 플럭스살포기로부터 살포되는 상기 플럭스가 상기 가용접부의 전방 아래로 흘러내리지 않고 뭉치도록 받아주는 플럭스받이부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 플럭스받이부는, 상기 좌우용접프레임에 상하로 유동 가능하게 설치된 플럭스받이봉과, 일단이 상기 플럭스받이봉의 하단에 회전 가능하게 결합된 받이빗회전링크와, 상기 받이빗회전링크의 타단에 회전 가능하게 결합되고, 하부에 구비된 복수의 받이솔을 통해 상기 플럭스가 상기 가용접부의 전방 아래로 흘러내리지 않고 뭉치도록 받아주는 플럭스받이빗을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 서브머지드 아크용접부는, 상기 플럭스받이봉의 일측에 연결 설치되어 상기 플럭스받이봉과 함께 상하로 유동하는 높이조절봉과, 상기 높이조절봉의 일측에 상하로 높이조절 가능하게 설치된 휠로드와, 상기 휠로드의 하단에 결합되고, 상기 고정프레임의 고정척에 고정되어 회전하는 상기 파이프의 외주면을 따라 구름작동하는 회전휠을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치는, 플럭스받이부를 통해 직경인 큰 대구경 파이프는 물론이고, 직경이 작은 소구경 파이프 간의 맞대기 서브머지드 아크용접시에도 플럭스가 가용접부의 상단에서 아래로 흘러내리지 않고, 쌓인 상태를 유지하여 용접불량을 방지할 수 있어 품질 및 생산성 향상을 제고할 수 있다.

또한, 높이조절봉, 휠로드 및 회전휠을 통해 플럭스받이부의 플럭스 받이높이를 일정하게 유지하면서도 필요시 플럭스 받이높이를 조절할 수 있어 플럭스를 효율적으로 받아내어 쌓을 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치를 도시한 정면도이고,
도 2는 도 1의 실시예에 따른 서브머지드 아크용접을 수행하는 상태를 도시한 정면도이며,
도 3 및 4는 도 1의 실시예 중 서브머지드 아크용접부를 통해 아크용접과정을 도시한 요부 정면도이고,
도 5 및 6은 도 1의 실시예 따른 서브머지드 아크용접을 수행하는 상태를 파이프의 직경에 따라 대구경 및 소구경으로 나누어 도시한 측면도이며,
도 7은 본 발명에 따른 파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치의 일 실시예를 도시한 정면도이고,
도 8 내지 10은 도 7의 실시예 중 서브머지드 아크용접부를 통해 아크용접과정을 도시한 요부 정면도이며,
도 11은 도 9의 실시예의 사시도이고,
도 12는 본 발명에 따른 파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치의 다른 실시예를 도시한 정면도이며,
도 13 내지 16은 도 12의 실시예 중 서브머지드 아크용접부를 통해 아크용접과정을 도시한 요부 정면도이고,
도 17은 도 12의 실시예 중 서브머지드 아크용접부를 통해 아크용접을 수행할 때 가용접부가 수회 회전하여 용접되는 상태를 도시한 요부 정면도이며,
도 18은 도 17의 실시예 중 가용접부의 용접상태를 도시한 확대도이고,
도 19는 도 12의 실시예 중 플럭스받이부를 사용하지 않을 경우 플럭스가 가용접부의 전방 아래로 흘러내리는 상태를 촬영한 사시도이며,
도 20은 도 12의 실시예 중 플럭스받이부를 사용하여 플럭스가 가용접부의 상단에 충분히 쌓여진 상태를 촬영한 사시도이고,
도 21은 도 12의 실시예를 통해 실제 서브머지드 아크용접을 수행하는 상태를 촬영한 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치는, 도 7 내지 21에 도시된 바와 같이 상하 및 좌우로 이동 가능하게 설치된 메인프레임(10)과, 상기 메인프레임(10)의 일측으로부터 이격되도록 고정설치되고, 맞대기 가용접된 한 쌍의 파이프(P, P') 중 어느 하나를 고정하여 회전시키는 고정척(21)이 구비된 고정프레임(20)과, 상기 고정프레임(20)을 바라보도록 상기 메인프레임(10)의 일측에 설치되고, 상기 고정프레임(20)의 고정척(21)에 고정되어 회전하는 한 쌍의 파이프(P, P') 사이의 가용접부를 따라 서브머지드 아크용접하는 서브머지드 아크용접부(30)를 포함하여 이루어진다.

상기 메인프레임(10)은 크게 상하 및 좌우 이동하는데, 파이프(P, P')의 길이 및 크기에 따라 가용접부(TW)가 위치하는 곳으로 서브머지드 아크용접부(30)를 대략적으로 위치 고정시키기 위한 것이다. 이때, 가용접부(TW)에 아크용접하기 위한 정밀한 위치선정은 후술하는 서브머지드 아크용접부(30)의 상하용접프레임(100) 및 좌우용접프레임(200)에 의해 이루어진다. 또한, 상기 고정프레임(20)은 고정척(21)이 구비되어 파이프(P, P')를 좌우 길이방향으로 고정하고, 일방향으로 회전시키면 가용접부(TW)가 따라 돌면서 상기 서브머지드 아크용접부(30)에 의해 아크용접이 이루어진다. 상술한 메인프레임(10) 및 고정척(21)이 구비된 고정프레임(20)은 종래 기술로부터 구현가능하므로 그 상세한 작동 과정 및 구성은 생략하고, 이하에서는 본 발명의 특징인 서브머지드 아크용접부(30)에 대하여 구체적으로 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치 중 서브머지드 아크용접부(30)는, 도 7 내지 11에 도시된 바와 같이 상하용접프레임(100), 좌우용접프레임(200), 와이어송급기(300), 플럭스공급기(400), 용접토치(500), 플럭스살포기(600) 및 플럭스받이부(700)를 포함하고, 상기 플럭스받이부(700)는 플럭스받이봉(710), 받이빗회전링크(720) 및 플럭스받이빗(730)을 포함할 수 있다.

상하용접프레임(100)은 도 7에 도시된 바와 같이 상기 메인프레임(10)의 일측에 상하로 이동 가능하게 설치되고, 좌우용접프레임(200)은 상기 상하용접프레임(100)으로부터 좌우로 이동 가능하게 설치된다. 상술한 바와 같이 메인프레임(10)은 크게 상하 및 좌우 이동하여 가용접부(TW)에 대하여 대략적인 위치선정을 한다면, 상기 상하용접프레임(100) 및 좌우용접프레임(200)은 각각 상하 및 좌우이동하여 후술하는 용접토치(500)가 가용접부(TW)에 정밀하게 위치될 수 있도록 위치조정시키는 역할을 수행한다.

와이어송급기(300)는 도 7에 도시된 바와 같이 와이어(W)가 감긴 와이어릴(310)로부터 상기 와이어(W)를 일정하게 송급한다. 와이어릴(310) 및 와이어송급기(300)가 구비된다는 것은 용접봉인 와이어(W)가 아크용접되면서 소모되기 때문으로 소모식 용접법인 서브머지드 아크용접의 특징이다. 와이어송급기(300)에 의해 송급되는 와이어(W)는 후술하는 용접토치(500)에 송급된다.

플럭스공급기(400)는 도 7에 도시된 바와 같이 내부에 수용된 플럭스(F)를 플럭스튜브(410)를 통해 공급한다. 플럭스공급기(400) 및 플럭스튜브(410)를 통해 플럭스(F)가 공급되는 것은 서브머지드 아크용접법의 특징이다. 즉, 본 발명에 따른 서브머지드 아크용접은 용제인 입상의 플럭스(F)가 쌓인 내부에서 용접봉인 와이어(W)와 파이프(P, P') 사이의 가용접부(TW)에 아크를 발생시켜 얻어지는 열로 용접하는 방법으로서, 가용접부(TW) 위에 입상의 플럭스(F)를 미리 쌓아 놓고 그 속에 전류가 흐르는 와이어(W)를 연속적으로 공급하여 용접을 한다. 이때, 아크는 플럭스(F)에 의해 덮혀져 있어 외부로부터 보이지 않으며, 플럭스(F)는 대기를 차단하여 용접금속의 정련작용시 보호를 하게 되고, 용접비드나 슬래그 형성에 기여하게 된다. 이러한 플럭스공급기(400)는 플럭스튜브(410)를 통해 후술하는 플럭스살포기(600)에 플럭스(F)를 공급한다.

용접토치(500)는 도 7 내지 11에 도시된 바와 같이 상기 좌우용접프레임(200)에 고정 설치되고, 상기 와이어송급기(300)로부터 상기 와이어(W)를 송급받으며, 전원의 인가에 따라 아크를 발생시켜 상기 가용접부(TW)를 아크용접한다. 용접토치(500)가 좌우용접프레임(200)에 고정 설치됨으로써, 상하용접프레임(100)에 의해 좌우용접프레임(100)이 상하로 미세 이동하고, 좌우용접프레임(200)이 좌우로 미세 이동하므로 상기 용접토치(500)는 가용접부(TW)에 대하여 정밀한 위치이동을 할 수 있는 것이다. 이때, 용접토치(500)의 하단으로 와이어송급기(300)를 통해 송급된 와이어(W)가 돌출되고, 도면에는 도시하지 않았으나 전기선이 용접토치(500)와 연결되어 전원의 인가에 따라 와이어(W)와 가용접부(TW) 사이에 아크가 발생하여 이 열로 한 쌍의 파이프(P, P')가 일체로 용접되는 것이다.

플럭스살포기(600)는 도 7 내지 11에 도시된 바와 같이 상기 용접토치(500)의 전방에 고정 설치되고, 상기 플럭스공급기(400)의 플럭스튜브(410)와 연결되어 상기 플럭스(F)를 공급받으며, 상기 용접토치(500)에 의해 아크용접되는 상기 가용접부(TW)에 상기 플럭스(F)를 살포한다. 플럭스살포기(600)가 용접토치(500)의 전방에 고정 설치된 이유는, 용접토치(500)에 의해 가용접부(TW)가 용접되기 전에 미리 플럭스(F)를 살포하기 위한 것이며, 그에 따라 용접토치(500)는 플럭스살포기(600)에 의해 살포되어 뭉쳐진 플럭스(F)의 내부에서 아크용접이 이루어진다.

플럭스받이부(700)는 도 7 내지 11에 도시된 바와 같이 상기 플럭스살포기(600)의 전방에 위치하고, 상기 플럭스살포기(600)로부터 살포되는 상기 플럭스(F)가 상기 가용접부(TW)의 전방 아래로 흘러내리지 않고 뭉치도록 받아준다. 예컨대, 도 21에 도시된 바와 같이 파이프(P, P')의 직경이 작은 소구경인 경우 플럭스받이부(700)가 없다면 플럭스살포기(600)에 의해 플럭스(F)가 가용접부(TW)의 상단에 살포되면, 뭉치지 못하고 전방 아래로 흘러내릴 수밖에 없다. 반대로, 도 22에 도시된 바와 같이 플럭스받이부(700)가 제 역할을 수행하게 되면, 플럭스살포기(600)에 의해 플럭스(F)가 가용접부(TW)의 상단에 살포되더라도 플럭스받이부(700)에 의하여 플럭스(F)가 전방 아래로 흘러내리지 못하고 막히면서 뭉치게 되는 것이다.

상기와 같은 기능을 하는 플럭스받이부(700)는, 어떠한 구조나 재료 및 구성 간의 결합을 사용하든 무관하게 상기 플럭스살포기(600)로부터 살포되는 플럭스(F)가 가용접부(TW)의 전방 아래로 흘러내리지 않고 뭉치도록 받아주면 족하다. 다만, 그 구체적인 일 실시예를 들자면 상기 플럭스받이부(700)는 도 7 내지 11에 도시된 바와 같이 플럭스받이봉(710), 받이빗회전링크(720) 및 플럭스받이빗(730)으로 구성될 수 있다.

즉, 플럭스받이봉(710)은 상기 좌우용접프레임(200)에 상하로 유동 가능하게 설치되고, 받이빗회전링크(720)는 일단이 상기 플럭스받이봉(710)의 하단에 회전 가능하게 결합되며, 플럭스받이빗(730)은 상기 받이빗회전링크(720)의 타단에 회전 가능하게 결합되고, 하부에 구비된 복수의 받이솔(731)을 통해 상기 플럭스(F)가 상기 가용접부(TW)의 전방 아래로 흘러내리지 않고 뭉치도록 받아준다.

상기 플럭스받이봉(710)이 좌우용접프레임(200)에 상하로 유동 가능하게 설치된 이유는, 파이프(P, P')의 가용접부(TW)에 용접토치(500)로 서브머지드 아크용접을 수행할 때 고정척(21)의 한번 회전으로 단번에 용접이 완료되는 것이 아니라, 도 17 및 18에 도시된 바와 같이 아크용접부(AW)가 층단위로 생겨 용접토치(500)가 조금씩 상승하면서 고정척(21)의 수회 회전으로 용접이 완료되기 때문이다.

바꿔말하면, 파이프(P, P')의 가용접부(TW)를 용접토치(500)가 단계적으로 상승하면서 용접할 때, 상하용접프레임(100)이 조금씩 상승하게 된다. 이때, 플럭스받이봉(710)도 함께 상승하게 되면, 고정척(21)이 일회전 후 다음회전시 아크용접부(AW)의 높이차이만큼 플럭스받이빗(730)이 뜨게 되어 플럭스(F)를 받지 못하게 되므로 용접토치(500)와 플럭스받이부(700)는 별개로 움직일 수 있어야 한다.

따라서, 플럭스받이봉(710)이 좌우용접프레임(200)에 상하로 유동 가능하게 설치되기 때문에 플럭스받이부(700)의 자중으로 언제나 하방을 향하면서 가용접부(TW)에 플럭스받이빗(730)의 받이솔(731)이 접촉한 상태가 되고, 용접토치(500)가 아크용접부(AW)만큼 상승하더라도 플럭스받이부(700)는 항상 자중에 의해 가용접부(TW)나 아크용접부(AW)에 접촉된 상태로 플럭스(F)를 받아주는 것이다.

상기 받이빗회전링크(720)의 일단은 플럭스받이봉(710)의 하단에 회전 가능하게 설치되고, 받이빗회전링크(730)의 타단은 상기 플럭스받이빗(730)에 회전 가능하게 설치된다. 즉, 플럭스받이빗(730)의 위치를 특정의 한 위치로 고정시키는 것이 아니라, 플럭스받이빗(730)을 받이빗회전링크(720)을 통하여 자유롭게 회전시킬 수 있도록 구성함으로써 용접 전, 후의 상태 확인, 용접토치(500)의 가용접부(TW)에 대한 위치선정 및 파이프(P. P')의 다양한 직경에 대응할 수 있는 것이다.

또한, 상기 플럭스받이빗(730)은 하부에 구비된 복수의 받이솔(731)을 통해 상기 플럭스(F)가 상기 가용접부(TW)의 전방 아래로 흘러내리지 않고 뭉치도록 받아준다. 받이솔(731)은 우리가 널리 알고 있는 빗자루의 솔과 같은 가요성이 있는 형상으로서, 합성수지와 같이 열에 약한 재료보다는 열에 강한 금속재료를 사용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 아크용접시 파이프(P, P')는 물론 가용접부(TW)에 고열이 발생하므로 천이나 수지류와 같이 열에 타거나 녹기 쉬운 재질은 받이솔(731)로 맞지 않기 때문이다.

한편, 상술한 플럭스받이부(700)는 자중에 의해 상기 좌우용접프레임(200)에 대하여 요동 가능한데, 이러한 플럭스받이부(700)의 높이조절을 용이하게 하면서, 파이프(P, P')의 가용접부(TW)에 긴밀한 접촉이 가능하도록 자중을 높일 수 있도록 도 12 내지 16에 도시된 바와 같이 높이조절봉(810), 휠로드(820) 및 회전휠(830)을 더 포함할 수 있다.

즉, 높이조절봉(810)은 상기 플럭스받이봉(710)의 일측에 연결 설치되어 상기 플럭스받이봉(710)과 함께 상하로 유동하고, 휠로드(820)는 상기 높이조절봉(810)의 일측에 상하로 높이조절 가능하게 설치되며, 회전휠(830)은 상기 휠로드(820)의 하단에 결합되고, 상기 고정프레임(20)의 고정척(21)에 고정되어 회전하는 상기 파이프(P)의 외주면을 따라 구름작동한다.

따라서, 높이조절봉(810), 휠로드(820) 및 회전휠(830)만큼의 자중이 플럭스받이부(700)에 부과되어 상하 요동시 더욱 하방을 향하면서 플럭스받이부(700)가 가용접부(TW)에 더욱 긴밀하게 접촉되어 플럭스(F)를 견고하게 받아줄 수 있다. 또한, 휠로드(820) 및 회전휠(830)을 통해 파이프(P, P')의 직경 및 곡률 형상에 맞게 회전휠(830)이 따라가면서 회전휠(830)을 기준으로 휠로드(820)를 상하로 높이조절을 할 수 있다. 그에 따라, 자연스럽게 플럭스받이부(700)의 높이 역시 조절될 수 있으므로 플럭스받이부(700)의 플럭스(F) 받이높이를 일정하게 유지하면서도 필요시 플럭스(F) 받이높이를 조절할 수 있어 플럭스(F)를 효율적으로 받아내어 쌓을 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

P, P' : 파이프
TW : 가용접부
AW : 아크용접부
W : 와이어
F : 플럭스
10 : 메인프레임
20 : 고정프레임 21 : 고정척
30 : 서브머지드 아크용접부
100 : 상하용접프레임
200 : 좌우용접프레임
300 : 와이어송급기 310 : 와이어릴
400 : 플럭스공급기 410 : 플럭스튜브
500 : 용접토치
600 : 플럭스살포기
700 : 플럭스받이부
710 : 플럭스받이봉 720 : 받이빗회전링크
730 : 플럭스받이빗 731 : 받이솔
810 : 높이조절봉 820 : 휠로드
830 : 회전휠

Claims

상하 및 좌우로 이동 가능하게 설치된 메인프레임과, 상기 메인프레임의 일측으로부터 이격되도록 고정설치되고, 맞대기 가용접된 한 쌍의 파이프 중 어느 하나를 고정하여 회전시키는 고정척이 구비된 고정프레임과, 상기 고정프레임을 바라보도록 상기 메인프레임의 일측에 설치되고, 상기 고정프레임의 고정척에 고정되어 회전하는 한 쌍의 파이프 사이의 가용접부를 따라 서브머지드 아크용접하는 서브머지드 아크용접부를 포함하고,
상기 서브머지드 아크용접부는,
상기 메인프레임의 일측에 상하로 이동 가능하게 설치된 상하용접프레임과,
상기 상하용접프레임으로부터 좌우로 이동 가능하게 설치된 좌우용접프레임과,
와이어가 감긴 와이어릴로부터 상기 와이어를 일정하게 송급하는 와이어송급기와,
내부에 수용된 플럭스를 플럭스튜브를 통해 공급하는 플럭스공급기와,
상기 좌우용접프레임에 고정 설치되고, 상기 와이어송급기로부터 상기 와이어를 송급받으며, 전원의 인가에 따라 아크를 발생시켜 상기 가용접부를 아크용접하는 용접토치와,
상기 용접토치의 전방에 고정 설치되고, 상기 플럭스공급기의 플럭스튜브와 연결되어 상기 플럭스를 공급받으며, 상기 용접토치에 의해 아크용접되는 상기 가용접부에 상기 플럭스를 살포하는 플럭스살포기와,
상기 플럭스살포기의 전방에 위치하고, 상기 플럭스살포기로부터 살포되는 상기 플럭스가 상기 가용접부의 전방 아래로 흘러내리지 않고 뭉치도록 받아주는 플럭스받이부를 포함하고,
상기 플럭스받이부는,
상기 좌우용접프레임에 상하로 유동 가능하게 설치된 플럭스받이봉과,
일단이 상기 플럭스받이봉의 하단에 회전 가능하게 결합된 받이빗회전링크와,
상기 받이빗회전링크의 타단에 회전 가능하게 결합되고, 하부에 구비된 복수의 받이솔을 통해 상기 플럭스가 상기 가용접부의 전방 아래로 흘러내리지 않고 뭉치도록 받아주는 플럭스받이빗을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 서브머지드 아크용접부는,
상기 플럭스받이봉의 일측에 연결 설치되어 상기 플럭스받이봉과 함께 상하로 유동하는 높이조절봉과,
상기 높이조절봉의 일측에 상하로 높이조절 가능하게 설치된 휠로드와,
상기 휠로드의 하단에 결합되고, 상기 고정프레임의 고정척에 고정되어 회전하는 상기 파이프의 외주면을 따라 구름작동하는 회전휠을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 맞대기 서브머지드 아크용접장치.