KR101536430B1 - 빔프리 오버레이 용접장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 빔프리 오버레이 용접장치는, 파이프의 내면을 오버레이 용접하도록 토치를 구비하되, 상기 토치가 장력와이어로만 지지되는 용접수단; 및 상기 토치를 상기 파이프를 따라 이동하도록 상기 용접수단을 이동시키는 구동수단;을 포함하며, 상기 구동수단은, 상기 파이프를 통과하면서 배치되어 상기 빔 대신에 상기 토치를 고정지지하며, 길이방향으로 상기 토치를 이동시키도록 이동되게 구성되는 상기 장력와이어;를 구비한다.
이와 같이 본 발명은, 토치를 지지하는 빔 없이 용접수단이 구성되고, 상기 빔 대신에 토치를 지지하면서 용접수단을 이동시키는 장력와이어가 구성됨으로써, 빔의 굵기로 인하여 용접작업을 할 수 없었던 소구경의 장형파이프에도 오버레이 용접을 할 수 있다.

Description

빔프리 오버레이 용접장치{Beem-free overlay welding apparatus}
본 발명은 빔프리 오버레이 용접장치로서, 소구경의 장형파이프에도 오버레이 용접을 할 수 있도록 구성되는 빔프리 오버레이 용접장치에 관한 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 오버레이 용접공정을 나타낸 도이다.
종래의 오버레이 용접공정에서는 직경 3inch인 경우 길이 0.7m이상 오버레이 용접할 수 있는 시스템이 부재하다.
만일 길이 3m인 파이프를 오버레이 용접할 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 약 500mm ~ 700mm 로 절단하여 절단된 파이프를 개별 오버레이 용접한 후 다시 원주용접을 수행하는 과정을 통해, 전체가 오버레이 용접된 제품(2)을 생산한다.
즉, 기존의 오버레이 용접장치(10)를 이용하는 경우에는, 장형파이프(1)를 절단(커팅)하여 단형파이프(1a)로 만들고, 상기 단형파이프(1a)들을 개별적으로 오버레이 용접한다. 이어서, 다시 장형파이프(1)로 원상복구하기 위해 연결작업인 그루브가공 및 원주용접으로 이어지는 복잡한 공정을 수행해야 하는 한계점이 있다.
아울러, 상기 원주용접은 숙련도와 함께 기량이 높은 용접사에 의한 작업이기 때문에, 인건비 비중이 높아짐으로써 원가도 상승되는 문제점이 있다.
이에 따라, 상기와 같은 복잡한 공정을 단순화하기 위해, 장형파이프(1)에 대응되게 빔의 길이를 길게 할 수 있는데, 이때에는 오버레이 용접장치에서 선단부에 토치가 장착된 빔의 처짐현상이 심화되어 오버레이 용접을 수행할 수가 없기 때문에, 빔처짐을 방지하면서 장형파이프(1)를 한번에 오버레이 용접하기 위한 장치의 필요성이 대두되고 있다.
그런데, 선단부에 토치가 장착된 바 형상의 구조물인 빔은 장형파이프 내에서 토치를 지지하기 위해 구성된다.
그러나, 상기 빔이 토치를 지지하기 위해 일정 정도의 굵기를 가지게 되는데, 이와 같은 빔의 굵기로 인하여 소구경(일례로서 6인치 미만 2인치 이상)의 장형파이프에는 오버레이 용접장치를 사용할 수 없는 한계점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 빔의 굵기로 인하여 용접작업을 할 수 없었던 소구경의 장형파이프에도 오버레이 용접을 할 수 있도록 구성되는 빔프리 오버레이 용접장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빔프리 오버레이 용접장치는, 파이프의 내면을 오버레이 용접하도록 토치를 구비하되, 상기 토치가 장력와이어로만 지지되는 용접수단; 및 상기 토치를 상기 파이프를 따라 이동하도록 상기 용접수단을 이동시키는 구동수단;을 포함하며, 상기 구동수단은, 상기 파이프를 통과하면서 배치되어 상기 빔 대신에 상기 토치를 고정지지하며, 길이방향으로 상기 토치를 이동시키도록 이동되게 구성되는 상기 장력와이어;를 구비한다.
여기에서, 상기 용접수단은 상기 토치에 연결되는 전력부스바, 가스공급관, 냉각수공급관, 냉각수배출관, 와이어통을 구비하며, 상기 장력와이어는, 상부에 상기 전력부스바, 가스공급관, 냉각수공급관, 냉각수배출관, 와이어통이 안착배치되도록, 복수 개가 스트립형으로 배치될 수 있다.
나아가, 상기 전력부스바는, 상부에 상기 가스공급관, 냉각수공급관, 냉각수배출관, 와이어통이 안착배치되도록, 호일형으로 복수 개의 상기 장력와이어 상에 깔려서 배치될 수 있다.
또한, 상기 전력부스바는, 절연 및 안착배치된 상기 가스공급관, 냉각수공급관, 냉각수배출관, 와이어통의 측방향 이탈을 차단하도록, 양측단부에 상방돌출된 절연부재가 설치될 수 있다.
한편, 상기 구동수단은, 상기 장력와이어가 순환형으로 감기도록 배치된 복수 개의 롤러; 상기 복수 개의 롤러 사이에서 배치되어 상기 장력와이어를 순환회전시키는 구동풀리;를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 구동수단은, 상기 전력부스바, 가스공급관, 냉각수공급관, 냉각수배출관, 와이어통이 권출 및 권취되도록 구성되는 릴부재;를 더 구비할 수 있다.
그리고, 상기 구동수단은, 상기 파이프의 일단부를 고정지지하면서 위치고정되며, 상기 파이프의 타측으로 랙기어가 연장배치된 고정부재; 상기 랙기어와 체결되는 피니언기어가 하부에 장착되어 상기 랙기어를 따라 이동되며, 상기 파이프의 타단부를 고정지지하는 이동부재;를 더 구비하며, 상기 고정부재와 이동부재에 상기 복수 개의 롤러와 구동풀리가 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 빔프리 오버레이 용접장치는, 토치를 지지하는 빔 없이 용접수단이 구성되고, 상기 빔 대신에 토치를 지지하면서 용접수단을 이동시키는 장력와이어가 구성됨으로써, 빔의 굵기로 인하여 용접작업을 할 수 없었던 소구경의 장형파이프에도 오버레이 용접을 할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 종래기술에 따른 오버레이 용접공정을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빔프리 오버레이 용접장치가 파이프 내면에 오버레이 용접하는 것을 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 2의 빔프리 오버레이 용접장치에서 파이프 내부에 배치된 용접수단 및 장력와이어를 나타낸 도면이다.
본 발명의 빔프리 오버레이 용접장치는, 빔의 굵기로 인하여 용접작업을 할 수 없었던 소구경의 장형파이프에도 오버레이 용접을 할 수 있도록, 토치를 지지하는 빔 없이 용접수단이 구성되고, 상기 빔 대신에 토치를 지지하면서 용접수단을 이동시키는 장력와이어가 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빔프리 오버레이 용접장치가 파이프 내면에 오버레이 용접하는 것을 나타낸 측면도이고, 도 3은 도 2의 빔프리 오버레이 용접장치에서 파이프 내부에 배치된 용접수단 및 장력와이어를 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명은 파이프(10) 내면을 오버레이 용접하는 용접수단과, 상기 용접수단을 이동시키는 구동수단을 포함한다.
여기에서, 상기 용접수단은 파이프(10)의 내면을 오버레이 용접하도록 토치(111)를 구비하되, 상기 토치(111)를 지지하는 빔 없이 구성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 상기 구동수단은 토치(111)를 파이프(10)를 따라 이동하도록 용접수단을 이동시키는 구성을 취하되, 빔 대신에 토치(111)를 지지하는 장력와이어(120)를 구비할 수 있다.
즉, 상기 장력와이어(120)는 파이프(10)를 통과하면서 배치되어 상기 빔 대신에 토치(111)를 고정지지하며, 길이방향으로 토치(111)를 이동시키도록 이동되게 구성된다.
이때, 상기 용접수단은 토치(111)에 연결되는 전력부스바(112), 가스공급관(113), 냉각수공급관(114), 냉각수배출관(115), 와이어통(116)을 구비할 수 있는데, 상기 장력와이어(120)는 상부에 상기 전력부스바(112), 가스공급관(113), 냉각수공급관(114), 냉각수배출관(115), 와이어통(116)이 안착배치되도록, 복수 개가 스트립형으로 배치될 수 있다.
즉, 기존의 빔이 토치(111)를 고정지지하는 연결을 수행함과 동시에 내부에 전력부스바(112), 가스공급관(113), 냉각수공급관(114), 냉각수배출관(115)이 배치되도록 하우징 역할을 수행하며, 아울러 와이어통(116)도 일측부에 장착고정시는 프레임 역할을 수행하는데, 본 발명에서는 장력와이어(120)가 상부에 적정 넓이의 안착공간이 형성되도록 복수 개가 횡방향으로 서로 평행하게 붙어서 배치되는 스트립형 구조를 취함으로써 상부에 전력부스바(112), 가스공급관(113), 냉각수공급관(114), 냉각수배출관(115), 와이어통(116)을 안착배치시키는 역할을 수행한다.
참고로, 상기 전력부스바(112)는 전선과 같이 토치(111)의 전극봉(111a)에 전력이 공급되기 위한 이동매개체이며, 상기 가스공급관(113)은 토치(111)의 용접 시 외부 공기와의 접촉을 차단하도록 불활성 가스를 공급하는 관이고, 상기 냉각수공급관(114)과 냉각수배출관(115)은 토치(111)가 과열되지 않도록 냉각수를 공급 및 배출시키는 관이고, 상기 와이어통(116)은 용접에 사용되는 용접와이어(117)가 내부에 배치되는 통이다.
여기에서, 본 발명에서의 전력부스바(112)는 장력와이어(120) 상에 호일형으로 배치되는 구조를 취할 수 있다.
즉, 상기 전력부스바(112)는 상부에 상기 가스공급관(113), 냉각수공급관(114), 냉각수배출관(115), 와이어통(116)이 안착배치되도록, 호일형으로 복수 개의 장력와이어(120) 상에 깔려서 배치될 수 있다.
아울러, 상기 전력부스바(112)는 양측단부에 상방돌출된 절연부재(119)가 설치될 수 있다. 전력부스바(112)를 통하는 전류가 금속성 파이프(10)에 통하지 않도록 양측단부에 상기 절연부재(119)를 설치할 수 있으며, 나아가 이러한 절연부재(119)의 설치 시 전력부스바(112) 상에 안착배치된 가스공급관(113), 냉각수공급관(114), 냉각수배출관(115), 와이어통(116)이 측방향으로 이탈되지 않도록 하기 위해 차단턱 역할을 할 수 있도록 전력부스바(112)의 양측단부에 상방돌출된 구조를 취할 수 있다.
이와 같은 절연부재(119)는 절연기능을 가진 재질로서 고무와 같은 재질이 사용될 수 있으며, 본 발명에 의해 한정되지 않고 어떠한 절연재질도 활용될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 구동수단은 상술된 장력와이어(120)와 함께, 상기 장력와이어(120)가 순환형으로 감기도록 배치된 복수 개의 롤러(131), 상기 복수 개의 롤러(131) 사이에서 배치되어 장력와이어(120)를 순환회전시키는 구동풀리(132)를 구비할 수 있다.
여기에서, 상기 복수 개의 롤러(131)는 장력와이어(120)가 파이프(10)를 통과하는 배치구조를 구현 시, 파이프(10)의 양측에 각각 배치되고 아울러 폐쇄형 루프구조로서 순환되어 회전할 수 있도록 파이프(10)의 상측, 하측, 또는 일측에 배치될 수 있는데, 일례로서 도면에 도시된 바와 같이 파이프(10)의 하측에 구성될 수 있다.
또한, 상기 구동풀리(132)는 복수 개의 롤러(131) 사이에 배치되어 장력와이어(120)의 폐쇄형 루프구조 상에서 장력와이어(120)에 장력을 부여하면서 장력와이어(120)를 순환회전시키는 구동력을 제공한다.
이와 같은 복수 개의 롤러(131)와 구동풀리(132)는 후술되는 고정부재(140)와 이동부재(150)에 장착되어 배치될 수 있다.
그리고, 상기 구동수단은 전력부스바(112), 가스공급관(113), 냉각수공급관(114), 냉각수배출관(115), 와이어통(116)이 권출 및 권취되도록 구성되는 릴부재(133)를 더 구비할 수 있다.
여기에서, 상기 릴부재(133)는 장력와이어(120)가 순환회전 시 상기 전력부스바(112), 가스공급관(113), 냉각수공급관(114), 냉각수배출관(115), 와이어통(116)이 함께 순환회전하지 않도록 권취 및 역으로 권출하는 역할을 수행한다.
이때, 상기 릴부재(133)는 전력부스바(112), 가스공급관(113), 냉각수공급관(114), 냉각수배출관(115), 와이어통(116)을 권취 및 권출할 수 있도록 일정 정도의 권취 및 권출력을 가지되, 이러한 권취 및 권출력이 장력와이어(120)를 순환회전시키는 구동풀리(132)의 구동력보다 크지 않다.
또한, 상기 구동수단은 파이프(10)의 양단부를 지지하되 파이프(10)의 길이에 대응될 수 있도록 구성되는 고정부재(140)와, 이동부재(150)를 더 구비할 수 있다.
상기 고정부재(140)는 파이프(10)의 일단부를 고정지지하면서 위치고정된 구조를 이룬다. 이러한 고정부재(140)는 오버레이 용접을 위해 파이프(10)를 파지하면서도 회전시킬 수 있는 파지회전부(141)가 구성됨은 물론이다.
아울러, 상기 고정부재(140)에는 파이프(10)의 타측으로 연장배치된 랙기어(142)가 마련될 수 있는데, 이러한 랙기어(142)는 후술하는 바와 같이 이동부재(150)의 이동을 위한 기능을 가진다.
상기 이동부재(150)는 파이프(10)의 타단부를 고정지지하면서 이동가능한 구조를 이룬다. 이러한 이동부재(150)는 오버레이 용접을 위해 파이프(10)를 파지하면서도 회전시킬 수 있는 파지회전부(151)가 구성됨은 물론이다.
아울러, 이와 같은 이동부재(150)는 랙기어(142)와 체결되는 피니언기어(152)가 하부에 장착되어 랙기어(142)를 따라 이동가능하도록 구성되는데, 이를 위해 이동모터(153)를 구비하여 상기 이동모터(153)의 구동력으로 피니언기어(152)를 회전시킴으로써 랙기어(142)를 따라 이동되는 구조를 이룬다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은, 토치(111)를 지지하는 빔 없이 용접수단이 구성되고, 상기 빔 대신에 토치(111)를 지지하면서 용접수단을 이동시키는 장력와이어(120)가 구성됨으로써, 빔의 굵기로 인하여 용접작업을 할 수 없었던 소구경의 파이프(10)에도 오버레이 용접을 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
10 : 파이프 111 : 토치
111a : 전극봉 112 : 전력부스바
113 : 가스공급관 114 : 냉각수공급관
115 : 냉각수배출관 116 : 와이어통
117 : 용접와이어 119 : 절연부재
120 : 장력와이어 131 : 롤러
132 : 구동풀리 133 : 릴부재
140 : 고정부재 141 : 파지회전부
142 : 랙기어 150 : 이동부재
151 : 파지회전부 152 : 피니언기어
153 : 이동모터

Claims (7)

  1. 파이프(10)의 내면을 오버레이 용접하도록 토치(111)를 구비하되, 상기 토치(111)가 장력와이어(120)로만 지지되는 용접수단; 및 상기 토치(111)를 상기 파이프(10)를 따라 이동하도록 상기 용접수단을 이동시키는 구동수단;을 포함하며, 상기 구동수단은, 상기 파이프(10)를 통과하면서 배치되어 상기 토치(111)를 고정지지하며, 길이방향으로 상기 토치(111)를 이동시키도록 이동되게 구성되는 상기 장력와이어(120);를 구비하며,
    상기 용접수단은 상기 토치(111)에 연결되는 전력부스바(112), 가스공급관(113), 냉각수공급관(114), 냉각수배출관(115), 와이어통(116)을 구비하며, 상기 장력와이어(120)는 복수 개가 스트립형으로 배치되고 상부에 상기 전력부스바(112), 가스공급관(113), 냉각수공급관(114), 냉각수배출관(115), 와이어통(116)이 안착배치되며,
    상기 전력부스바(112)는 복수 개의 상기 장력와이어(120) 상에 호일형으로 깔려서 배치되고 상부에 상기 가스공급관(113), 냉각수공급관(114), 냉각수배출관(115), 와이어통(116)이 안착배치되며,
    상기 전력부스바(112)는, 절연 및 안착배치된 상기 가스공급관(113), 냉각수공급관(114), 냉각수배출관(115), 와이어통(116)의 측방향 이탈을 차단하도록, 양측단부에 상방돌출된 절연부재(119)가 설치된 것을 특징으로 하는 빔프리 오버레이 용접장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동수단은,
    상기 장력와이어(120)가 순환형으로 감기도록 배치된 복수 개의 롤러(131);
    상기 복수 개의 롤러(131) 사이에서 배치되어 상기 장력와이어(120)를 순환회전시키는 구동풀리(132);
    를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 빔프리 오버레이 용접장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 구동수단은,
    상기 전력부스바(112), 가스공급관(113), 냉각수공급관(114), 냉각수배출관(115), 와이어통(116)이 권출 및 권취되도록 구성되는 릴부재(133);
    를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 빔프리 오버레이 용접장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 구동수단은,
    상기 파이프(10)의 일단부를 고정지지하면서 위치고정되며, 상기 파이프(10)의 타측으로 랙기어(142)가 연장배치된 고정부재(140);
    상기 랙기어(142)와 체결되는 피니언기어(152)가 하부에 장착되어 상기 랙기어(142)를 따라 이동되며, 상기 파이프(10)의 타단부를 고정지지하는 이동부재(150);를 더 구비하며,
    상기 고정부재(140)와 이동부재(150)에 상기 복수 개의 롤러(131)와 구동풀리(132)가 배치된 것을 특징으로 하는 빔프리 오버레이 용접장치.
KR1020130133847A 2013-11-05 2013-11-05 빔프리 오버레이 용접장치 KR101536430B1 (ko)

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