KR101820633B1 - 파이프 용접 장치 - Google Patents

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KR101820633B1
KR101820633B1 KR1020170101446A KR20170101446A KR101820633B1 KR 101820633 B1 KR101820633 B1 KR 101820633B1 KR 1020170101446 A KR1020170101446 A KR 1020170101446A KR 20170101446 A KR20170101446 A KR 20170101446A KR 101820633 B1 KR101820633 B1 KR 101820633B1
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Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프 용접 장치는 일방향을 따라 위치되는 지지부; 상기 지지부에 유입되는 판재를 상기 일방향을 따라 이송시키고, 상기 판재의 양측단의 간격을 감소시켜 상기 판재를 파이프 형상으로 성형하는 성형부; 상기 파이프 형상의 판재의 양측단 사이에 상응하도록 위치되고, 상기 파이프 형상의 판재의 양측단 사이를 용접하여 이음매를 형성하는 용접부; 및 상기 파이프 형상의 판재 내부에 위치되어 상기 용접부에 상응하는 충진 공간을 형성하고, 상기 충진 공간에 기체를 공급하는 기체 공급부를 포함하되, 상기 용접부가 상기 파이프 형상의 판재의 양측단 사이를 용접할 때, 상기 충진 공간에 공급된 기체는 상기 충진 공간에 대응하는 상기 파이프 형상의 판재의 양측단 사이로 유도되는 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 파이프 용접 장치는 불활성 기체의 소모를 감소시키고, 용접부위의 산화 및 질화를 안정적으로 방지한다.

Description

파이프 용접 장치{APPARATUS FOR WELDING PIPE}
본 발명은 파이프 용접 장치에 관한 것으로서, 특히, 강판을 변형시켜 용접하여 파이프로 가공하는 파이프 용접 장치에 관한 것이다.
용접 강관(welded steel pipe)은 띠 모양의 강판을 성형롤을 이용하여 파이프 형상으로 성형하고, 파이프 형상으로 길이방향을 따라 성형된 강판의 이음매를 용접함으로써 제작되는 파이프를 의미한다.
파이프가 강뿐 아니라 알루미늄 또는 스테인리스강 등으로 이루어지는 판재(plate material)로부터 성형되는 경우, 판재는 티그(TIG; tungsten insert gas) 방식으로 용접된다. 티그 용접은 용융점이 가장 높은 텅스텐 전극봉과 판재 사이에 아크를 일으켜서 용접하고, 용접 중 이음매에 대응하도록 형성되는 용접부위의 산화와 질화를 막기 위하여 불활성 기체(inert gas)(예를 들어, 아르곤, 헬륨 등)를 용접부위로 분사하는 용접 방식이다. 이러한 티그 용접은 용접 작업과 용접부위에 대하여 높은 품질과 신뢰도가 요구되는 용접 구조물의 용접 방법으로 널리 사용되고 있다.
한편, 불활성 기체는 용접부위에 분사된 이후에, 파이프의 외부로 비산되기도 하고, 파이프의 내부로 유입되어 파이프를 따라 유동한다. 이로 인해, 용접이 이루어질 때, 불활성 기체는 용접부위에 대하여 지속적으로 분사되어야 한다. 따라서, 판재로부터 파이프를 제작하기 위한 용접에 있어, 불활성 기체는 지속적으로 소모되어야 하는 실정이다.
등록특허공보 제10-0994986호(2010. 11. 17.)
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프 용접 장치는 불활성 기체의 소모를 감소시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프 용접 장치는 용접부위의 산화 및 질화를 안정적으로 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프 용접 장치는 일방향을 따라 위치되는 지지부; 상기 지지부에 유입되는 판재를 상기 일방향을 따라 이송시키고, 상기 판재의 양측단의 간격을 감소시켜 상기 판재를 파이프 형상으로 성형하는 성형부; 상기 파이프 형상의 판재의 양측단 사이에 상응하도록 위치되고, 상기 파이프 형상의 판재의 양측단 사이를 용접하여 이음매를 형성하는 용접부; 및 상기 파이프 형상의 판재 내부에 위치되어 상기 용접부에 상응하는 충진 공간을 형성하고, 상기 충진 공간에 기체를 공급하는 기체 공급부를 포함하되, 상기 용접부가 상기 파이프 형상의 판재의 양측단 사이를 용접할 때, 상기 충진 공간에 공급된 기체는 상기 충진 공간에 대응하는 상기 파이프 형상의 판재의 양측단 사이로 유도되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기체 공급부는, 상기 파이프 형상의 판재 내부에 상호 간에 이격되어, 상기 용접부에 대응하도록 충진 공간을 형성하는 한 쌍의 차단판들; 상기 차단판들을 연결하면서 상기 판재의 유입측으로 상기 일방향을 따라 연장되는 공급관; 기체를 저장하고, 상기 공급관에 연결되어 기체를 상기 공급관에 공급하는 공급탱크; 및 상기 차단판들 사이의 공급관에 설치되어, 상기 공급관에 공급된 기체를 충진 공간으로 배출하는 배출부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 공급관은, 상기 판재의 유입측에 위치된 공급관의 종단에 연결되어 상기 판재의 양측단 사이를 통과하는 연결 공급관을 포함하되, 상기 공급 탱크는 상기 연결 공급관을 통해 상기 공급관에 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 차단판들의 각각에는 상기 파이프 형상의 판재의 내측면을 향하면서 상기 공급관과 연결되는 복수 개의 유도홀들이 형성되되, 상기 기체 공급부는, 탄성 재료로 이루어지고, 상기 유도홀에 삽입되어 설치되는 보조 차단부를 더 포함하되, 상기 보조 차단부는 상기 공급관에 공급되어 상기 유도홀에 유입된 기체에 의해 상기 상기 파이프 형상의 판재의 내측면에 접촉되도록 이동하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 유도홀의 입구의 내주면에는 상기 유도홀의 원주방향을 따라 스토퍼 돌기가 돌출형성되되, 상기 유도홀의 외부에 위치되는 상기 보조 차단부의 일종단부의 외주면에는 외부 돌기가 돌출형성되고, 상기 유도홀의 내부에 위치되는 상기 보조 차단부의 타종단부의 외주면에는 내부 돌기가 돌출형성되며, 상기 스토퍼 돌기는 상기 외부 돌기와 상기 내부 돌기 사이에 위치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 내부 돌기는 상기 유도홀의 내경에 상응하는 외경을 갖고, 상기 외부 돌기는 상기 내부 돌기의 외경 이상의 외경을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 파이프 용접 장치는, 상기 용접부에 의해 용접된 판재를 상기 일방향을 따라 이송시키면서 냉각하는 냉각부를 더 포함하되, 상기 냉각부는 상기 판재의 이음매를 향하여 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 성형부는, 상기 지지부에서 상기 판재의 유입측에 인접하도록 위치되고, 상기 지지부에 유입되는 판재의 상면을 가압하여 곡면으로 성형하며, 상기 판재를 상기 용접부를 향하여 이송시키는 제 1 성형부; 상기 제 1 성형부에 의해 성형된 판재를 측방향으로 가압하여 파이프 형상으로 성형하고, 상기 판재를 상기 용접부를 향하여 이송시키는 제 2 성형부; 및 상기 제 2 성형부에 의해 성형된 판재를 파이프 형상으로 유지하는 제 3 성형부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1 성형부는 상기 일방향을 따라 상기 지지부 상에 배열된 복수 개의 가압롤들을 포함하되, 상기 가압롤들은 상기 일방향을 따라 상기 지지부의 상측에 위치되고, 볼록하게 형성된 곡면의 외주면을 가지며, 상기 용접부에 근접할수록 짧은 길이 및 큰 외경을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 2 성형부는 상기 일방향을 따라 한 쌍씩 상기 판재의 폭방향을 따라 이격되어 마주하도록 위치되는 성형롤들을 포함하되, 상기 성형롤들은 각각 반원 형태로 오목하게 형성된 곡면의 외주면을 갖고, 상기 용접부에 근접할수록 좁은 상기 일방향을 따르는 간격 및 상기 판재의 폭방향을 따르는 간격을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 3 성형부는 상기 일방향을 따라 한 쌍씩 이격되어 마주하도록 위치되는 유지롤들을 포함하되, 상기 유지롤은 상기 파이프 형상의 판재의 곡률에 상응하도록 오목하게 형성된 외주면을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프 용접 장치가 달성하는 효과는 다음과 같다.
(1) 불활성 기체의 소모가 감소된다.
(2) 용접부위의 산화 및 질화가 안정적으로 방지된다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프 용접 장치를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 파이프 용접 장치를 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 파이프 용접 장치에서 용접부를 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 파이프 용접 장치에서 기체 공급부를 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 기체 공급부의 차단판에 설치된 보조 차단부를 부분적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 파이프 용접 장치에서 기체 공급부가 용접부에 의해 용접되는 파이프 형상의 판재에 배치된 모습을 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 1에 도시된 파이프 용접 장치에서 냉각부를 도시하는 사시도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프 용접 장치(100)를 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 파이프 용접 장치(100)를 도시하는 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 파이프 용접 장치(100)에서 용접부(103)를 도시하는 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 파이프 용접 장치(100)에서 기체 공급부(104)를 도시하는 사시도이며, 도 5는 도 4에 도시된 기체 공급부(104)의 차단판(141)에 설치된 보조 차단부(149)를 부분적으로 도시하는 단면도이고, 도 6은 도 1에 도시된 파이프 용접 장치(100)에서 기체 공급부(104)가 용접부(103)에 의해 용접되는 파이프 형상의 판재(10)에 배치된 모습을 도시하는 사시도이며, 도 7은 도 1에 도시된 파이프 용접 장치(100)에서 냉각부(105)를 도시하는 사시도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프 용접 장치(100)는 지지부(101), 성형부(102), 용접부(103) 및 기체 공급부(104)를 포함하여, 판재(10)를 파이프 형상으로 성형하여 용접함으로써, 파이프로 가공한다. 여기서, 판재(10)는 강(steel), 알루미늄, 스테인리스스틸(stainless steel) 등의 재질로 이루어진다.
지지부(101)는 일방향(A)을 따라 위치된다. 지지부(101)에는 판재(10)가 유입되고, 지지부(101)는 판재(10)의 이송경로를 제공한다.
성형부(102)는 지지부(101)에 유입되는 판재(10)를 이송시킨다. 이때, 판재(10)는 지지부(101)에서 일방향(A)을 따라 이송되어, 용접부(103)를 향한다. 성형부(102)는 판재(10)를 변형시켜 판재(10)의 양측단(11)의 간격을 감소시킨다. 성형부(102)는 판재(10)의 양측단(11)이 상호 간에 인접하면서 마주할 때까지 판재(10)를 변형시킨다. 이로 인해, 판재(10)는 성형부(102)에 의해 파이프 형상으로 성형된다. 이때, 바람직하게는, 판재(10)의 양측단(11)은 상호 간에 마주한다.
또한, 성형부(102)는 제 1 성형부(121), 제 2 성형부(123) 및 제 3 성형부(125)를 포함한다. 여기서, 제 1 성형부(121), 제 2 성형부(123) 및 제 3 성형부(125)는 판재(10)의 유입측으로부터 일방향(A)을 따라 순서대로 배치된다.
제 1 성형부(121)는 판재(10)의 유입측에 인접하도록 위치되고, 지지부(101) 상에 위치된다. 제 1 성형부(121)는 지지부(101)에 유입되는 판재(10)의 상면을 가압한다. 이때, 판재(10)는 곡면으로 성형되고, 양측단(11)의 간격은 감소되기 시작된다. 또한, 제 1 성형부(121)는 판재(10)를 일방향(A)을 따라 이송시켜 용접부(103)를 향하도록 한다.
상기와 같은 제 1 성형부(121)는 복수 개로 이루어진 가압롤(121a)들을 포함한다.
가압롤(121a)들은 일방향(A)을 따라 지지부(101)의 상측에 위치되어, 판재(10)의 중앙에 접촉된다. 가압롤(121a)의 외주면은 볼록하게 형성된 곡면이다. 이때, 가압롤(121a)은 판재(10)를 가압하면서 회전한다. 이로 인해, 판재(10)는 일방향(A)을 따라 이송되면서 하측으로 볼록한 곡면으로 성형된다.
또한, 가압롤(121a)들은 용접부(103)에 근접할수록, 점점 길이가 짧아지고 외경이 커진다. 이로 인해, 판재(10)는 일방향(A)을 따라 이송되면서 큰 곡률을 갖는 곡면으로 성형된다. 이때, 판재(10)의 양측단(11)의 간격은 점점 좁아진다.
제 2 성형부(123)는 제 1 성형부(121)에 의해 성형된 판재(10)를 추가로 성형한다. 이때, 제 2 성형부(123)는 제 1 성형부(121)에 의해 성형된 판재(10)를 측방향으로 가압한다. 판재(10)는 제 2 성형부(123)에 의해 추가로 좁아진 양측단(11)의 간격을 갖고, 파이프 형상으로 성형된다. 특히, 판재(10)는 양측단(11)이 상호 간에 마주하여 인접하거나 접촉될 때까지 파이프 형상으로 성형된다. 또한, 제 2 성형부(123)는 판재(10)를 계속해서 일방향(A)을 따라 이송시켜 용접부(103)를 향하도록 한다.
상기와 같은 제 2 성형부(123)는 복수 개로 이루어진 성형롤(123a)들을 포함한다. 성형롤(123a)들은 일방향(A)을 따라 위치되되, 한 쌍씩 판재(10)의 폭방향을 따라 이격되어 마주한다. 이때, 한 쌍씩 마주하는 성형롤(123a)들 사이에 판재(10)가 위치되어 성형된다.
또한, 성형롤(123a)의 외주면은 반원 형태로 오목하게 형성된 곡면이다. 판재(10)는 성형롤(123a)의 외주면에 접촉되어 성형된다. 이때, 일방향(A)을 따르는 성형롤(123a)들 사이의 간격은 용접부(103)에 근접할수록 좁아지고, 판재(10)의 폭방향에 따른 성형롤(123a)들 사이의 간격도 용접부(103)에 근접할수록 좁아진다. 따라서, 판재(10)는 성형롤(123a)들에 의해 일방향(A)을 따라 이송하면서 파이프 형상으로 성형된다.
제 3 성형부(125)는 제 2 성형부(123)에 의해 파이프 형상으로 성형된 판재(10)를 파이프 형상으로 유지한다. 이때, 제 3 성형부(125)는 파이프 형상의 판재(10)를 파이프 형상의 중심을 향하여 가압한다. 파이프 형상의 판재(10)는 제 3 성형부(125)에 의해 형상을 유지한다. 또한, 제 3 성형부(125)는 판재(10)를 계속해서 일방향(A)을 따라 이송시킨다.
상기와 같은 제 3 성형부(125)는 복수 개로 이루어진 유지롤(125a)들을 포함한다. 유지롤(125a)들은 일방향(A)을 따라 한 쌍씩 마주하도록 위치되고, 한 쌍씩 마주하는 유지롤(125a)들 사이에 파이프 형상으로 성형된 판재(10)가 위치되어 가압된다. 한편, 유지롤(125a)들은 성형롤(123a)들과 달리 한 쌍씩 마주보되, 판재(10)에 대하여 좌우로 이격되기도 하고, 상하로 이격되기도 한다.
또한, 유지롤(125a)의 외주면도 반원 형태의 곡면으로 오목하게 형성된다. 이때, 곡면의 곡률은 파이프 형상의 판재(10)에 상응하는 곡률을 갖는다. 특히, 한 쌍씩 마주하도록 위치된 유지롤(125a)들은 판재(10)로부터 가공하고자 하는 파이프 형상의 직경에 상응하도록 원 형상으로 이루도록 배열된다. 이로 인해, 유지롤(125a)은 파이프 형상의 판재(10)가 원래의 형상으로 복원되려고 하는 스프링백(spring back) 현상을 방지한다.
용접부(103)는 성형부(102)를 통과한 파이프 형상의 판재(10)의 양측단(11) 사이에 대응하도록 위치된다. 이때, 용접부(103)는 판재(10)로부터 이격된 상태이다. 용접부(103)는 판재(10)의 양측단(11) 사이를 용접하여 이음매(10a)를 형성한다. 이로 인해, 판재(10)는 최종적으로 파이프로서 가공된다.
한편, 용접부(103)는 비소모성 텅스텐 전극봉으로서, 용접부(103)와 판재(10) 사이에 아크를 일으켜 판재(10)의 양측단(11) 사이를 용접한다.
기체 공급부(104)는 파이프 형상의 판재(10) 내부에 위치되고, 용접부(103)에 상응하는 충진 공간(140)을 형성한다. 용접부(103)는 충진 공간(140)에 상응하는 부분에 위치된 판재(10)의 양측단(11) 사이를 용접한다. 기체 공급부(104)는 충진 공간(140)에 기체를 공급하고, 기체는 충진 공간(140)에 상응하는 부분에 위치된 판재(10)의 양측단(11) 사이를 통해 파이프 형상의 판재(10)의 외부로 배출된다. 이때, 기체는 불활성 기체로서, 예를 들어, 아르곤, 헬륨 등이다. 이러한 기체는 판재(10)의 양측단(11) 사이가 용접됨으로써 형성된 이음매(10a)의 산화 및 질화를 방지하는 데에 이용된다.
또한, 기체 공급부(104)는 차단판(141)들, 공급관(143), 공급 탱크(145) 및 배출부(147)를 포함한다.
차단판(141)들은 한 쌍으로 이루어지되, 상호 간에 이격된다. 차단판(141)들은 파이프 형상의 판재(10)의 내부에 위치된다. 용접부(103)는 파이프 형상의 판재(10)의 외부에서 차단판(141)들 사이에 위치된다.
이때, 차단판(141)들 중 하나는 이음매(10a)가 형성된 부분에 위치되고, 차단판(141)들 중 다른 하나는 이음매(10a)가 형성되지 않는 형성될 부분에 위치된다. 이때, 차단판(141)들 사이에 충진 공간(140)이 형성된다. 충진 공간(140)에서 이음매(10a)가 형성되지 않는 형성될 부분의 판재(10)의 양측단(11)만이 개방된 상태이다.
또한, 차단판(141)들은 파이프 형상의 판재(10)의 내부의 횡단면을 폐쇄할 수 있는 형상을 가지면서, 탄성 재료로 이루어질 수 있다. 이때, 차단판(141)들은 파이프 형상의 판재(10)의 내부의 횡단면보다 큰 경우, 파이프 형상의 판재(10)의 내측면에 접촉되어 파이프 형상의 판재(10)의 내부의 횡단면을 폐쇄하는 데에 이용될 수 있다.
공급관(143)은 차단판(141)들을 연결하고, 판재(10)의 유입측으로 일방향(A)을 따라 연장된다. 즉, 공급관(143)은 판재(10)의 양측단(11) 사이가 점점 멀어지는 방향으로 연장된다. 이로 인해, 공급관(143)은 판재(10)의 양측단(11) 사이에 삽입되지 않아, 판재(10)의 양측단(11) 사이의 용접을 제한하지 않을 수 있다.
한편, 용접부(103)에 의한 파이프 형상의 판재(10)의 양측단(11) 사이가 상측에 형성되는 경우에, 공급관(143)은 연결 공급관(143a)를 포함한다.
연결 공급관(143a)은 판재(10)의 유입측에 위치된 공급관(143)의 종단에 연결되어 판재(10)의 양측단(11) 사이를 통과한다. 연결 공급관(143a)은 판재(10)의 양측단(11) 사이에 위치되면서 판재(10)와는 접촉되지 않는다. 연결 공급관(143a)은 공급관(143)을 일방향(A)을 따라 이동시킬 수 있어, 차단판(141)들은 연결 공급관(143a)에 의한 공급관(143)의 이동에 상응하도록 이동시킬 수 있다. 이로 인해, 연결 공급관(143a)은 공급관(143)과 연결되면서 충진 공간(140)의 위치를 조절하는 데에 이용될 수 있다.
한편, 연결 공급관(143a)의 일부는 플렉시블한 재질로 이루어질 수 있다.
공급 탱크(145)는 기체를 저장하고, 공급관(143)에 연결된다. 기체는 공급 탱크(145)로부터 연결 공급관(143a) 및 공급관(143)으로 공급된다.
배출부(147)는 차단판(141)들 사이의 공급관(143)에 설치된다. 기체는 공급관(143)에 공급되어 배출부(147)를 통해 배출된다. 이때, 배출된 기체는 차단판(141)들 사이의 충진 공간(140)으로 배출된다. 특히, 차단판(141)들이 파이프 형상의 판재(10)의 내부에 위치된 경우, 기체는 차단판(141)들에 의해 형성된 충진 공간(140)으로 유도된다. 이때, 기체는 차단판(141)들에 의해 차단판(141)들에 의해 판재(10)의 길이방향을 따라 유동하지 않고, 판재(10)의 양측단(11) 사이로 유도된다. 이때, 판재(10)의 양측단(11)에서 용접부(103)에 의해 형성된 이음매(10a)는 기체에 의해 산화 및 질화가 이루어지지 않는다.
한편, 기체 공급부(104)는 보조 차단부(149)를 더 포함하기도 한다.
차단판(141)들에는 각각 파이프 형상의 판재(10)의 내측면을 향하면서 공급관(143)과 연결되는 복수 개의 유도홀(141a)들이 형성된다. 보조 차단부(149)는 탄성 재료로 이루어지고, 유도홀(141a)들의 각각에 삽입되어 설치된다. 이때, 보조 차단부(149)는 유도홀(141a)에 부분적으로 삽입된 상태로 차단판(141)과 파이프 형상의 판재(10) 사이에 위치된다. 공급관(143)에 공급된 기체가 유도홀(141a)로 유도되고 파이프 형상의 판재(10)의 내측면을 향할 때, 보조 차단부(149)도 파이프 형상의 판재(10)의 내측면을 향한다. 이로 인해, 보조 차단부(149)는 파이프 형상의 판재(10)의 내측면에 접촉되어, 차단판(141)과 파이프 형상의 판재(10)의 내측면 사이를 폐쇄한다. 즉, 보조 차단부(149)는 차단판(141)과 조합하여 더욱 견고하면서 다양한 크기의 내경을 갖는 파이프 형상의 판재(10)에 형성된 충진 공간(140)을 폐쇄하는 데에 이용될 수 있다.
또한, 유도홀(141a)의 내주면에는 원주방향을 따라 스토퍼 돌기(141a')가 돌출형성된다. 이때, 스토퍼 돌기(141a')는 유도홀(141a)의 입구에 인접하게 위치된다. 보조 차단부(149)의 일종단부의 외주면에는 원주방향을 따라 외부 돌기(149a)가 돌출형성되고, 보조 차단부(149)의 타종단부의 외주면에는 원주방향을 따라 내부 돌기(149b)가 돌출형성된다.
내부 돌기(149b)는 유도홀(141a)의 내부에 위치되고, 유도홀(141a)의 내경에 상응하는 외경을 갖는다. 내부 돌기(149b)는 스토퍼 돌기(141a')에 접촉되어 보조 차단부(149)를 유도홀(141a)로부터 분리되지 않도록 한다. 특히, 내부 돌기(149b)는 유도홀(141a)의 내경에 상응하는 외경을 갖기에, 유도홀(141a)의 내주면과의 사이를 통해 기체가 누설되는 것을 방지할 수 있다.
외부 돌기(149a)는 유도홀(141a)의 외부에 위치되고, 내부 돌기(149b)의 외경 이상 외경을 갖는다. 보조 차단부(149)가 유도홀(141a)에 삽입된 상태에서, 스토퍼 돌기(141a')는 외부 돌기(149a)와 내부 돌기(149b) 사이에 위치된다. 이로 인해, 외부 돌기(149a)는 차단판(141)과 파이프 형상의 판재(10)의 내측면 사이에 위치되어 차단판(141)과 파이프 형상의 판재(10)의 내측면 사이를 폐쇄하는 데에 이용된다. 또한, 보조 차단부(149)는 외부 돌기(149a)에 의해 유도홀(141a)의 내부에 완전히 삽입되지 않는다.
보조 차단부(149)가 파이프 형상의 판재(10)의 내측면에 접촉될 때, 외부 돌기(149a)는 파이프 형상의 판재(10)의 내측면에 접촉된다. 보조 차단부(149)가 탄성 재료로 이루어지기에, 외부 돌기(149a)는 유도홀(141a)에 유도된 기체의 압력으로 인해 파이프 형상의 판재(10)의 곡률 방향을 따라 신장되어 인접한 외부 돌기(149a)에 밀착되기도 한다.
또한, 본 실시예에서 보조 차단부(149)가 차단판(141)들 모두에 설치된 것으로 도시되어 있다. 특히, 보조 차단부(149)는 이음매(10a)가 형성되지 않는 부분에 위치된 차단판(141)에 설치되어, 파이프 형상의 판재(10)의 양측단(11) 사이를 밀폐하는 데에 이용되기도 한다.
상기와 같은 기체 공급부(104)는 용접부(103)에 의해 이음매(10a)가 형성되는 부분에 대응하는 파이프 형상의 판재(10)의 내부에 집중적으로 기체를 공급한다. 이로 인해, 용접부(103)에 의한 용접 작업에 요구되는 기체는 판재(10)의 길이방향을 따라 유도되지 않고, 판재(10)의 일부에만 유도된다. 따라서, 용접 작업이 이루어질 때 사용되는 기체의 양이 감소되어, 불필요한 기체의 소모가 방지될 수 있다.
또한, 기체 공급부(104)는 기체를 용접부(103)에 의해 이음매(10a)를 형성하는 부분에 집중적으로 유도하는 데에 이용되기에, 용접부(103)에 의해 형성된 이음매(10a)의 산화 및 질화는 안정적으로 방지될 수 있다.
한편, 본 실시예의 파이프 용접 장치(100)는 냉각부(105)를 더 포함하기도 한다.
냉각부(105)는 일방향(A)을 따라 용접부(103)의 다음에 위치되고, 용접부(103)에 의해 용접된 파이프 형상의 판재(10)를 일방향(A)을 따라 이송시키면서 냉각시킨다. 특히, 냉각부(105)는 이음매(10a)를 냉각시키고, 냉각수를 이음매(10a)에 분사함으로써 판재(10)를 냉각시킨다.
이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
100: 파이프 용접 장치
101: 지지부 102: 성형부
103: 용접부 104: 기체 공급부
141: 차단판 141a: 유도홀
141a': 스토퍼 돌기 143: 공급관
145: 공급 탱크 147: 배출부
149: 보조 차단부 149a: 외부 돌기
149b: 내부 돌기 105: 냉각부
10: 판재 11: 양측단
10a: 이음매

Claims (5)

  1. 파이프 용접 장치에 있어서,
    일방향을 따라 위치되는 지지부;
    상기 지지부에 유입되는 판재를 상기 일방향을 따라 이송시키고, 상기 판재의 양측단의 간격을 감소시켜 상기 판재를 파이프 형상으로 성형하는 성형부;
    상기 파이프 형상의 판재의 양측단 사이에 상응하도록 위치되고, 상기 파이프 형상의 판재의 양측단 사이를 용접하여 이음매를 형성하는 용접부; 및
    상기 파이프 형상의 판재 내부에 위치되어 상기 용접부에 상응하는 충진 공간을 형성하고, 상기 충진 공간에 기체를 공급하는 기체 공급부를 포함하되,
    상기 용접부가 상기 파이프 형상의 판재의 양측단 사이를 용접할 때, 상기 충진 공간에 공급된 기체는 상기 충진 공간에 대응하는 상기 파이프 형상의 판재의 양측단 사이로 유도되며,
    상기 기체 공급부는,
    상기 파이프 형상의 판재 내부에 상호 간에 이격되어, 상기 용접부에 대응하도록 충진 공간을 형성하는 한 쌍의 차단판들;
    상기 차단판들을 연결하면서 상기 판재의 유입측으로 상기 일방향을 따라 연장되는 공급관;
    기체를 저장하고, 상기 공급관에 연결되어 기체를 상기 공급관에 공급하는 공급탱크; 및
    상기 차단판들 사이의 공급관에 설치되어, 상기 공급관에 공급된 기체를 충진 공간으로 배출하는 배출부를 포함하고,
    상기 차단판들의 각각에는 상기 파이프 형상의 판재의 내측면을 향하면서 상기 공급관과 연결되는 복수 개의 유도홀들이 형성되며,
    상기 기체 공급부는, 탄성 재료로 이루어지고, 상기 유도홀에 삽입되어 설치되는 보조 차단부를 더 포함하되,
    상기 보조 차단부는 상기 공급관에 공급되어 상기 유도홀에 유입된 기체에 의해 상기 파이프 형상의 판재의 내측면에 접촉되도록 이동하며,
    상기 유도홀의 입구의 내주면에는 상기 유도홀의 원주방향을 따라 스토퍼 돌기가 돌출형성되되,
    상기 유도홀의 외부에 위치되는 상기 보조 차단부의 일종단부의 외주면에는 외부 돌기가 돌출형성되고,
    상기 유도홀의 내부에 위치되는 상기 보조 차단부의 타종단부의 외주면에는 내부 돌기가 돌출형성되며,
    상기 스토퍼 돌기는 상기 외부 돌기와 상기 내부 돌기 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 파이프 용접 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 공급관은,
    상기 판재의 유입측에 위치된 공급관의 종단에 연결되어 상기 판재의 양측단 사이를 통과하는 연결 공급관을 포함하되,
    상기 공급 탱크는 상기 연결 공급관을 통해 상기 공급관에 연결되는 것을 특징으로 하는 파이프 용접 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 파이프 용접 장치는,
    상기 용접부에 의해 용접된 판재를 상기 일방향을 따라 이송시키면서 냉각하는 냉각부를 더 포함하되,
    상기 냉각부는 상기 판재의 이음매를 향하여 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 파이프 용접 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 성형부는,
    상기 지지부에서 상기 판재의 유입측에 인접하도록 위치되고, 상기 지지부에 유입되는 판재의 상면을 가압하여 곡면으로 성형하며, 상기 판재를 상기 용접부를 향하여 이송시키는 제 1 성형부;
    상기 제 1 성형부에 의해 성형된 판재를 측방향으로 가압하여 파이프 형상으로 성형하고, 상기 판재를 상기 용접부를 향하여 이송시키는 제 2 성형부; 및
    상기 제 2 성형부에 의해 성형된 판재를 파이프 형상으로 유지하는 제 3 성형부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 용접 장치.
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