KR101523114B1 - Apparatus for buckling distortion control of thin butt weldment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박판 판계 용접부의 좌굴 변형 제어장치에 관한 것으로, 그 목적은 기계적 인장방식에 의해 박판 판계 용접부에 적정인장 하중을 인가하여, 좌굴 변형을 방지할 수 있는 박판 판계 용접부의 좌굴 변형 제어장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 주판안착용 격자정반과, 상기 격자정반의 일측단에 설치되어 주판의 일측을 클램핑하는 인장용 유압실린더부와, 상기 격자정반내에 위치하도록 설치되고 일측이 회전되어 격자정반 외측으로 돌출되는 구속용 러그와, 상기 구속용 러그에 일측이 연결되고 타측이 주판의 타측을 클램핑하는 구속용 클램프를 포함한다. The present invention relates to a buckling-deformation control apparatus for a thin plate-based weld, which is capable of preventing an occurrence of buckling deformation by applying a suitable tensile load to a thin plate-based weld by a mechanical tensile method .
The present invention relates to a method for manufacturing a lattice girder which comprises an abacus-wearing lattice platen, a tension hydraulic cylinder installed at one end of the lattice platen and clamping one side of the abacus plate, A restraint lug, and a restraining clamp, one end of which is connected to the restraint lug and the other end that clamps the other side of the main plate.
Description
본 발명은 박판 판계 용접부의 좌굴 변형 제어장치에 관한 것으로, 박판 판계 용접부의 판계 용접시 좌굴 변형을 제어하기 위해 정반위에 놓여진 용접부에 적정 인장 하중을 인가하여, 박판 판계 용접부의 좌굴 변형을 효과적으로 제어하기 위한 기계적 인장 장치에 관한 것이다
The present invention relates to a buckling-deformation control apparatus for a thin plate-based weld, and more particularly, to an apparatus for controlling a buckling deformation of a thin plate-based weld by controlling a buckling deformation of a thin plate- ≪ RTI ID = 0.0 >
여객선 및 함정과 같은 박판 선체의 경우 선체 구조물의 경량화 및 저중심(low overall gravity) 설계를 위해 상갑판 이상의 상부 구조물은 4.5㎜ ~ 6.0㎜ 두께의 박판으로 제작되므로, 판계 용접(butt welding)시 용접선 방향의 용접 수축 하중(longitudinal welding shrinkage force)에 기인하여 웨이브형(wave)의 좌굴 변형(buckling distortion)이 빈번하게 발생한다. 이는 후 공정, 종 보강재의 필렛 용접(fillet welding)시 발생하는 추가적인 각 변형(angular distortion) 및 좌굴 변형과 중첩되어 내업 공정에서 데크(deck)의 과도한 변형을 유발함으로써 이를 교정하기 위해 상당한 추가 공수가 투입되는 등 여러가지 문제점이 있다.
In the case of thin-walled hull such as passenger ships and traps, the upper structure above the upper deck is fabricated as a thin sheet with a thickness of 4.5 mm to 6.0 mm for lightweight and low overall gravity design of the hull structure. Buckling distortion of a wave frequently occurs due to longitudinal welding shrinkage force. This adds to the additional angular distortion and buckling deformation that occur in the post-process, fillet welding of longitudinal stiffeners, resulting in excessive deformation of the deck in the inner work process, There is a problem in that it is injected.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 기계적 인장 방식에 의해 박판 판계 용접부에 적정 인장 하중을 인가하여, 좌굴 변형을 방지할 수 있는 박판 판계 용접부의 좌굴 변형 제어장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus for controlling buckling deformation of a thin plate-based welded portion capable of preventing a buckling deformation by applying an appropriate tensile load to a thin plate-based welded portion by a mechanical tensile method will be.
본 발명의 또다른 목적은 주판 길이의 변화에 적절히 대응할 수 있고 구속용 클램프 및 인장 하중 인가용 유압 실린더의 탈 부착이 용이한 박판 판계 용접부의 좌굴 변형 제어장치를 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide a buckling deformation control apparatus for a thin plate-based welded portion which can appropriately cope with a change in the length of the abacus plate and is easy to disassemble the constraining clamp and the hydraulic cylinder for applying tensile load.
본 발명은 주판 안착용 격자정반과, The present invention relates to an abacus-
상기 격자정반의 일측단에 설치되어 주판의 일측을 클램핑하여 인장하는 유압실린더부와, A hydraulic cylinder part provided at one end of the lattice base and clamping and tensioning one side of the main plate;
상기 격자정반내에 위치하도록 설치되고 일측이 회전되어 격자정반 외측으로 돌출되는 구속용 러그와, A restraint lug which is installed to be positioned in the lattice placket and which is rotated on one side and protrudes outside the lattice placket,
상기 구속용 러그에 일측이 연결되고 타측이 주판의 타측을 클램핑하는 구속용 클램프를 포함한다.
And a restraint clamp which has one side connected to the restraining lug and the other side clamping the other side of the main plate.
이와 같이 본 발명은 격자정반에 설치된 구속용 클램프와 인장용 유압실린더부에 의해 주판에 적정 인장을 줄 수 있어, 박판 판계 용접시 주판의 좌굴변형을 효과적으로 억제할 수 있다. As described above, according to the present invention, a proper tension can be applied to the main plate by the constraining clamps provided on the lattice base plate and the hydraulic cylinder portion for tensioning, so that the buckling deformation of the main plate can be effectively suppressed when welding the thin plate plate.
또한, 본 발명은 격자정반내 복수의 홈내에 구속용 클램프부가 설치되고, 상기 구속용 클램프가 선택적으로 격자정반 외측으로 돌출되도록 되어 있어, 주판의 길이에 큰 영향없이 주판의 판계 용접을 용이하게 진행할 수 있는 등 많은 장점이 있다.
Further, according to the present invention, there is provided a restraining clamp portion in a plurality of grooves in a lattice placket, and the restraint clamp is selectively protruded to the outside of the lattice placket, so that the plate-based welding of the back plate can be easily proceeded There are many advantages such as being able.
도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 연결용 러그의 구성을 보인 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 구속용 러그의 구성을 보인 예시도
도 4 는 본 발명에 따른 격자정반 및 러그 설치상태를 보인 예시도
도 5 는 본 발명에 따른 작업 상태를 보인 예시도1 is an illustration showing a configuration according to the present invention;
2 is an exemplary view showing a configuration of a connection lug according to the present invention.
3 is an exemplary view showing a configuration of a restraining lug according to the present invention
FIG. 4 is an exemplary view showing a state of a lattice plate and a lug according to the present invention; FIG.
5 is an exemplary diagram showing a work state according to the present invention.
박판 판계 용접부의 좌굴 변형은 판계 용접시 용접부의 수축시 발생하는 용접선 방향의 압축 잔류 응력(longitudinal compressive residual stress)이 용접부의 기하학적 형상 및 구속 조건에 의존하는 용접부의 좌굴 강도(buckling strength)를 초과하는 경우 발생한다. The buckling deformation of the welded part of the laminated plate has a tendency that the longitudinal compressive residual stress in the weld line direction during the shrinkage of the welded part during the plate welding exceeds the buckling strength of the welded part depending on the geometry of the welded part and the constraining condition .
즉, 압축 잔류 응력에 기인한 용접 수축 하중을 제어하기 위한 기계적 인장법(mechanical tensioning method)은 1978년 가와사키 중공업에서 철도 차량의 외관 제작시 처음 고안된 SS(straightening by stretching)방법과 거의 유사하게 용접 전에 용접부에 인장 하중을 인가하여 좌굴 변형을 제어하는 방법이다. That is, the mechanical tensioning method for controlling the welding shrinkage load due to the compressive residual stress was almost similar to the SS (straightening by stretching) method, which was originally developed in 1978 at Kawasaki Heavy Industries, And a tensile load is applied to the welded portion to control buckling deformation.
기계적 인장법의 적용시 좌굴 변형을 효과적으로 제어하기 위해서는 우선 용접부에 작용하는 용접 수축 하중에 의한 압축 잔류 응력 수준과 좌굴 변형이 발생하는 시점에서의 응력 수준을 정의함으로써 주어진 박판 판계 용접부의 좌굴 변형 발생 유무에 대한 평가가 선행적으로 필요하다. In order to effectively control the buckling deformation when applying the mechanical tensile method, the compression residual stress level due to the welding shrinkage load acting on the weld portion and the stress level at the time of occurrence of the buckling deformation are defined, Is needed in advance.
이를 바탕으로 박판 판계 용접부의 판계 용접시 좌굴 변형이 발생할 것으로 판단될 경우 용접부의 수축 하중을 임계 좌굴 하중(critical buckling load) 이하로 제어하기 위한 적정 인장 하중(proper tensioning load)에 대한 선정 및 인장 하중을 용접부에 인가하기 위한 하중 제어 장치가 필요하다. Based on this, when it is judged that buckling deformation will occur during the plate welding of the plate-plate weld, the proper tensioning load to control the contraction load of the weld to less than the critical buckling load and the tensile load Is required to be applied to the welded portion.
본 발명은 상기와 같은 사항을 고려하여 용접부에 적정 인장 하중을 인가하기 위한 하중 제어 장치에 관련한 것으로, 주판을 안착하기 위한 격자정반과, 주판을 구속하기 위한 구속용 클램프와, 인장 하중을 적용하기 위한 유압실린더부와, 상기 구속용 클램프 및 인장 하중 인가용 유압실린더부를 격자 정반에 연결하기 위한 구속용 러그 및 연결용 러그를 포함한다.
The present invention relates to a load control device for applying an appropriate tensile load to a welded portion in consideration of the above considerations. The present invention relates to a load control device for applying an appropriate tensile load to a welded portion, comprising a lattice plate for seating an abacus plate, a constraining clamp for restricting the abacus plate, And a restraining lug and a connecting lug for connecting the restraining clamp and the hydraulic cylinder portion for applying tensile load to the lattice support plate.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 연결용 러그의 구성을 보인 예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 구속용 러그의 구성을 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 격자정반 및 러그 설치상태를 보인 예시도를, 도 5 는 본 발명에 따른 작업상태를 보인 예시도를 도시한 것으로, FIG. 1 is an exemplary view showing a configuration according to the present invention, FIG. 2 is an exemplary view showing the construction of a connecting lug according to the present invention, FIG. 3 is an exemplary view showing a constitution of a lug for restraint according to the present invention, FIG. 4 is a view illustrating an installation state of a lattice plate and a lug according to the present invention, FIG. 5 is a view illustrating an example of a work state according to the present invention,
본 발명은 주판안착용 격자정반(10)과, 상기 격자정반(10)의 일측단에 설치되어 주판(50)의 일측을 클램핑하여 인장 하중을 인가하는 유압실린더부(20)와, 상기 격자정반(10)내에 위치하도록 설치되고 일측이 회전되어 격자정반 외측으로 돌출되는 구속용 러그(30)와, 상기 구속용 러그(30)에 일측이 연결되고 타측이 주판(50)의 타측을 클램핑하는 구속용 클램프(40)를 포함한다.
The present invention relates to a lapping machine comprising an abacus
상기 격자정반(10)은 격자형상에 의해 다수개의 홈(11)을 구비하고 있으며, 상기 홈내에 구속용 러그(30)가 각각 삽입 설치되어 있다. The
상기 인장용 유압실린더부(20)는 격자정반(10)위에 고정설치되는 연결용 러그(21)와, 상기 연결용 러그(21)에 연결 설치되는 유압실린더(22)와, 상기 유압실린더(22)의 로드에 연결 설치되어 주판을 클램핑하는 클램프(24)를 포함한다. The
또한, 상기 인장용 유압실린더부(20)는 유압실린더(22)와 연결호스(25)를 이용하여 유압 하중을 전달하고 하중을 제어하는 유압펌프(26)를 포함한다. The tension
이때, 좌굴 변형 제어를 위한 적정 인장 하중의 경우 주판 두께 및 용접 입열량에 따라 기 정립된 상태를 구비하게 되므로, 인장용 유압실린더부(20)는 기 정립된 유압 하중을 유압펌프(26)에 의해 전달받게 된다. At this time, in the case of proper tensile load for buckling-deformation control, a predetermined state is provided according to the thickness of the main plate and the amount of heat input to the welding. Therefore, the tension
또한, 상기 연결용 러그(21)는 격자정반(10)에 필렛 용접되어 있으며, 상기 유압실린더(22)는 연결용 러그(21)에 회전 가능하도록 연결 설치된다. The
상기 구속용 러그(30)는 격자정반의 홈(11)내로 위치하도록 설치되며, 홈 내측면에 필렛 용접되는 고정조인트(31)와, 상기 고정조인트(31)에 회전 가능하도록 일측단이 연결 설치되고 타측단이 구속용 클램프(40)에 연결되는 회전조인트(32)를 포함한다. The
즉, 상기 구속용 러그(30)는 격자정반(10)에 복수개가 삽입 설치되어 있으며, 고정조인트(31)를 중심으로 회전조인트(32)를 회전시켜 격자정반(10) 상측으로 회전조인트(32)의 끝단을 돌출시키고, 상기 돌출된 회전조인트(32)의 끝단을 이용하여 구속용 클램프(40)를 연결시키도록 되어 있다. 이때, 상기 구속용 러그의 고정조인트(31)는 홈(11)내에서 인장용 유압실린더부(20)에 인접하는 내측면(12)에 용접 설치된다. That is, a plurality of the
상기 구속용 클램프(40)는 연결부(41)에 의해 구속용 러그의 회전 조인트(32)에 연결 설치된다. The
상기 구속용 러그(30) 및 연결용 러그(21)는 볼트(61)와 너트(62) 체결 방식에 의해 구속용 클램프(40) 및 인장용 유압실린더부(20)와 각각 연결된다.
The
상기에서와 같이, 본 발명은 격자정반(lattice die)을 기반으로 구성되며, 주판의 SAW(submerged arc welding) 판계 용접시 용접선 방향에 위치한 주판의 한쪽 단부는 구속용 클램프(clamp or fixture)를 이용하여 구속하고, 반대편 단부에 용접부에 인장 하중을 인가하기 위한 인장용 유압실린더부(tensioner using hydraulic cylinder)를 부착하여 유압 펌프(hydraulic pump)를 이용해 하중을 제어하는 방식이다.As described above, the present invention is based on a lattice die, and one end of the abacus positioned in the direction of the weld line when welding the SAW (submerged arc welding) plate of the abacus is clamped or fixture And a load is controlled by a hydraulic pump by attaching a tensioner using a hydraulic cylinder for applying a tensile load to the welded portion at the opposite end.
즉, 본 발명은 주판의 취부(tack) 후 용접 전에 주판의 길이에 대응하여 적정 위치에 있는 구속용 러그의 회전조인트를 회전시켜 격자정반 상측으로 돌출시키고, 상기 돌출된 회전조인트에 구속용 클램프를 연결 설치한 후, 주판의 한쪽 단부를 구속용 클램프를 이용하여 구속하고, 반대편에서 용접부에 인장용 유압 실린더부를 이용하여 인장 하중을 인가하게 된다. That is, according to the present invention, after the tack of the main plate is welded, the rotating joint of the restraining lug in an appropriate position corresponding to the length of the main plate is welded to the top of the grating plate before welding, and a restraining clamp After the connection is established, one end of the main plate is restrained using a restraining clamp, and a tensile load is applied to the welded portion on the opposite side by using a tension hydraulic cylinder.
이와 같은 주판의 인장 상태에서 판계 용접을 수행하고 용접 후 하중을 제하하게 됨으로써 판계 용접시 용접부의 가열 및 냉각에 기인하여 발생하는 용접 수축 하중을 제어하게 된다.
By performing the plate-type welding in the tensile state of the abacus and removing the post-welding load, the welding shrinkage load caused by the heating and cooling of the welded portion during the plate-type welding is controlled.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.
(10) : 격자정반 (11) : 홈
(12) : 내측면 (20) : 인장 실린더부
(21) : 연결용 러그 (22) : 유압실린더
(23) : 로드 (24) : 클램프
(25) : 연결호스 (26) : 유압펌프
(30) : 구속용 러그 (31) : 고정조인트
(32) : 회전조인트 (40) : 구속용 클램프
(41) : 연결부 (50) : 주판(10): Grating plate (11): Home
(12): Inner side (20): tensile cylinder part
(21): connecting lug (22): hydraulic cylinder
(23): rod (24): clamp
(25): connecting hose (26): hydraulic pump
(30): restraint lug (31): fixed joint
(32): Rotating joint (40): Clamp for restraint
(41): connecting portion (50): abacus
Claims (5)
상기 격자정반의 일측단에 설치되어 주판의 일측을 클램핑하는 인장용 유압실린더부와,
상기 격자정반내에 위치하도록 설치되고 일측이 회전되어 격자정반 외측으로 돌출되는 구속용 러그와,
상기 구속용 러그와 연결부에 의해 연결되고 주판의 타측을 클램핑하는 구속용 클램프를 포함하되,
상기 구속용 러그는, 주판안착용 격자정반의 홈내로 위치하도록 설치되며, 홈 내측면에 필렛 용접되는 고정조인트와, 상기 고정조인트에 회전 가능하도록 일측단이 연결 설치되고 타측단이 구속용 클램프부에 연결된 연결부에 연결되는 회전조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 판계 용접부의 좌굴변형 제어장치.
A main plate inner grid lattice base plate having a plurality of grooves in a lattice shape,
A tensile hydraulic cylinder portion provided at one end of the lattice plate and clamping one side of the main plate,
A restraint lug which is installed to be positioned in the lattice placket and which is rotated on one side and protrudes outside the lattice placket,
And a restraining clamp connected to the restraint lug and the connecting portion and clamping the other side of the main plate,
The restraint lug includes a fixed joint which is provided so as to be positioned in the groove of the main plate inner lattice support plate and which is to be fillet welded to an inner side surface of the groove, a fixed end fixed to one end of the fixed joint, And a rotating joint connected to a connecting portion connected to the buckling deformation controlling portion.
상기 인장용 유압실린더부는 격자정반위에 고정 설치되는 연결용 러그와, 상기 연결용 러그에 연결 설치되는 유압실린더와, 상기 유압실린더의 로드에 연결 설치되어 주판을 클램핑하는 클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 판계 용접부의 좌굴변형 제어장치.
The method of claim 1,
Wherein the tension hydraulic cylinder portion includes a connecting lug fixedly installed on the lattice plate, a hydraulic cylinder connected to the connecting lug, and a clamp connected to the rod of the hydraulic cylinder and clamping the main plate. Buckling Deformation Control Apparatus of Thin Plate Weldment.
상기 인장용 유압실린더부는 유압실린더와 연결호스를 이용하여 유압 하중을 전달하고 하중을 제어하는 유압펌프를 포함하는 것을 기반으로 하는박판 판계 용접부의 좌굴변형 제어장치.
The method of claim 2,
Wherein the tension hydraulic cylinder portion includes a hydraulic pump for transmitting a hydraulic load by using a hydraulic cylinder and a connecting hose and controlling a load.
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