KR101853956B1 - 수평 맞대기 이음 용접 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

수평 맞대기 이음 용접 방법이 제공된다. 이 방법은, 수평 용접 방향으로 배치된 EGW 용접 토치를 이용하여 수평 용접 대상면에 EGW 용접 수행하는 단계; EGW 용접 토치를 FCAW 용접 토치로 재구성하는 단계; 및 수직 용접 방향으로 배치된 FCAW 용접 토치를 이용하여 수평 용접 대상면의 EGW 용입물 상에 FCAW 용접을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

수평 맞대기 이음 용접 장치 및 그 방법{a butt joint welding apparatus and the method thereof}
본 발명은 수평 맞대기 이음 용접 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동으로 수평 맞대기 이음 용접을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
EGW(Electro Gas Welding)는 수직부 또는 수평부의 맞대기 용접에서 여러 번의 다층 용접을 한번의 용접만으로 수행할 수 있도록 한다. 따라서, 후판의 용접 생산성을 높이기 위하여 전용장비를 적용하여 사용하고 있다.
최근 수평 맞대기 용접에서, 자동화된 EGW 용접장치를 적용하려는 시도가 이루어지고 있다. 그러나, 수평부의 용접에 EGW를 적용하는 경우 용융물이 중력에 의하여 흘러내릴 수 있기 때문에 추가 작업이 발생할 수 있다.
용융물이 흘러내려 용접이 원활히 이루어지지 않은 부분에 대하여 FCAW(Flux Cored Arc Welding) 용접법이 적용될 수 있다. FCAW 용접법은 단위 시간당 용접용량 및 용접 대상면은 EGW 용접법에 비하여 좁으나 용착 금속을 보호할 뿐만 아니라 효율이 높고 넓은 용접 조건 범위에서 안정된 아크를 얻을 수 있어, EGW 용접 후 추가 용접 방식으로 활용되고 있다.
한국 특허 공개 제10-2013-0090582호
다만, EGW 용접과 FCAW 용접은 그 용접 방식이 다르고, 특히, EGW 용접은 Cu 슈를 이용하여 보호 가스를 공급하는 반면에, FCAW 용접은 컨택팁(contact tip)으로부터 용접 와이어 및 보호 가스가 함께 용착면으로 공급되는 점에서 양자는 상이하다.
따라서, 수평 맞대기 용접을 위해, EGW 용접 이후에 EGW 용접기는 FCAW 용접기로 교체되어야 하며, 이는 빠르고 원활한 용접 작업에 장애 요소로 작용될 수 있다.
특히, 대형 선박 등에서 대면적의 수평 맞대기 이음 용접을 위하여, 자동화된 용접 장치를 사용하는 시도가 이루어지고 있으나, EGW 용접 장치의 후 FCAW 용접 장치로 교체되어야 하는 어려움이 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 EGW 및 FCAW 용접을 모두 수행할 수 있는 자동 수평 맞대기 이음 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 따른 수평 맞대기 이음 용접 방법은, 수평 용접 방향으로 배치된 EGW 용접 토치를 이용하여 수평 용접 대상면에 EGW 용접 수행하는 단계; EGW 용접 토치를 FCAW 용접 토치로 재구성하는 단계; 및 수직 용접 방향으로 배치된 FCAW 용접 토치를 이용하여 수평 용접 대상면의 EGW 용입물 상에 FCAW 용접을 수행하는 단계를 포함한다.
한편, EGW 용접 토치를 상기 FCAW 용접 토치로 재구성하는 단계는 EGW 용접 토치에 FCAW 용접 토치용 노즐을 부착하여 이루어진다.
한편, 상기 FCAW 용접 토치용 노즐은 상기 노즐 내부로 보호 가스를 도입시키는 가스 도입구를 포함한다.
상기와 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 따른 수평 맞대기 이음 자동 용접 장치는 가이드 레일; 상기 가이드 레일을 따라 주행하는 용접기 본체; 및 상기 용접기 본체의 일측에 설치되어 탈착식 용접 토치의 용접 진행각을 조절하는 용접 진행각 조절부를 포함하되, 상기 탈착식 용접 토치는 용재를 공급하는 토치 바디; 상기 토치 바디로부터 공급된 용재를 용접 대상면으로 전달하는 컨택팁; 및 상기 상기 컨택팁을 둘러싸는 노즐을 포함하되, 상기 노즐은 상기 노즐의 내부로 보호 가스를 도입하는 가스 연결부를 포함한다.
한편, 상기 탈착식 용접 토치는 상기 토치 바디와 상기 컨택팁을 연결하는 커넥터들을 포함하고, 상기 커넥터는 외주면에 환형 그루브가 형성된다.
한편, 상기 가스 연결부는 상기 커넥터의 상기 환형 그루브가 형성된 영역에 중첩하는 상기 노즐의 외주면의 영역 상에 형성된다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 맞대기 이음 용접 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 맞대기 이음 용접 방법에 따라 수평 맞대기 EGW 용접을 수행하는 상태를 예시하는 예시도이다.
도 3은 수평 맞대기 EGW 용접에 의해 형성된 용접부를 도시하는 예시 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 맞대기 이음 용접 방법에 따라 수평 맞대기 FCAW 용접을 수행하는 상태를 예시하는 예시도이다.
도 5는 수평 맞대기 FCAW 용접에 의해 형성된 용접부를 도시하는 예시 단면도이다.
도 6은는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 맞대기 이음 용접 방법을 수행하는 용접 장치를 예시한 상면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치가 EGW 용접을 수행하기 위하여 EGW 용접 토치가 수평 용접 방향으로 배열된 상태를 예시하는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치가 FCAW 용접을 수행하기 위하여, FCAW 용접 토치가 수직 용접 방향으로 배열된 상태를 예시하는 측면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 FCAW 용접 토치를 확대 도시한 부분 확대도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 용접 토치가 FCAW 용접 토치로 재구성된 상태의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 용접 토치의 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 용접 토치의 확대 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 용접 토치가 FCAW 용접 토치로 기능할 때의 보호 가스 유동을 함께 도시한 탈착식 용접 토치의 다른 확대 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 토치에 일자형 FCAW 용접 토치로 재구성된 상태를 예시하는 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 맞대기 이음 용접 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 맞대기 이음 용접 방법에 따라 수평 맞대기 EGW 용접을 수행하는 상태를 예시하는 예시도이다.
도 3은 수평 맞대기 EGW 용접에 의해 형성된 용접부를 도시하는 예시 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 맞대기 이음 용접 방법에 따라 수평 맞대기 FCAW 용접을 수행하는 상태를 예시하는 예시도이다.
도 5는 수평 맞대기 FCAW 용접에 의해 형성된 용접부를 도시하는 예시 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 맞대기 이음 용접 방법은, 수평 용접 방향으로 배치된 EGW 용접 토치를 이용하여 수평 용접 대상면에 EGW 용접 수행하는 단계; EGW 용접 토치를 FCAW 용접 토치로 재구성하는 단계; 및 수직 용접 방향으로 배치된 FCAW 용접 토치를 이용하여 수평 용접 대상면의 EGW 용입물 상에 FCAW 용접을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 수평 맞대기 이음 용접은 자동 용접 장치를 사용하여 수행될 수 있고, 자동 용접 장치는 우선 EGW 용접 토치를 장착하여, EGW 용접 장치를 수평 용접 방향으로 배치하고(S10), 수평 방향으로 배치된 EGW 용접 토치를 이용하여 수평 맞대기 EGW 용접을 수행할 수 있다(S20).
도 2를 참조하면, 더욱 구체적으로, 자동 용접 장치는 토치 바디(100) 및 토치 바디(100)에 연결된 컨택팁을 포함할 수 있고, 토치 바디(100)를 통해 용재, 예를 들어, 용접 와이어가 컨택팁으로 공급될 수 있다. 컨택팁은 각각의 에지가 수평 맞대기 상태로 배치되는 제1 플레이트(P1) 및 제2 플레이트(P2)가 인접하는 수평 용접 대상면에 대해 수평 용접 방향(HD)으로 지향될 수 있다.
본 명세서에서, 수평 용접 방향(HD)은, 제1 플레이트(P1) 및 제2 플레이트(P2)가 인접하는 수평 용접 대상면이 연장하는 방향(D1)에 대해 대략 평행한 방향의 의미로 사용되며, 더욱 구체적으로 수평 용접 방향(HD)과 수평 용접 대상면이 연장하는 방향의 교차각이 예각, 예를 들어, 45도 이하의 각도를 갖는 것의 의미로 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, EGW 용접시 Cu 슈(20)(Cu shoe)가 사용될 수 있고, Cu 슈(20)는 용융면 또는 용융지에 형성되는 아크 및 용재의 고착을 보호하며, 용융지 내부로 보호 가스를 도입하는 용도로 사용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 수평 맞대기 EGW 용접시 용융 상태의 용재는 중력에 의한 흘러내림이 발생할 수 있고, 제1 플레이트(P1) 및 제2 플레이트(P2) 사이의 수평 용접 대상면 중에 EGW 용접부(W_EGW)가 채워지지 않은 공백 영역이 형성될 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면, EGW 용접을 수행한 이후에, EGW 용접 토치를 FCAW 용접 토치로 재구성하는 단계(S30) 및 FCAW 용접 토치를 수직 용접 방향(VD)으로 지향하는 단계(S40)이 이루어질 수 있다.
도 1에서, FCAW 용접 토치로 재구성하는 단계(S30) 이후 FCAW 용접 토치를 수직 용접 방향(VD)으로 지향하는 단계(S40)가 이루어지는 것으로 예시되었으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 단계(S40) 이후 단계(S30)이 이루어질 수도 있으며, 두 단계는 동시에 이루어질 수도 있다.
이후, 수직 용접 방향(VD)으로 배치된 FCAW 용접 토치를 이용하여 수평 용접 대상면의 EGW 용입물 상에 FCAW 용접을 수행하는 단계가 진행된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에는 EGW 용접 토치를 FCAW 용접 토치로 재구성하여 수평 맞대기 이음 용접을 수행할 수 있다. 이는 도 2에 도시된 바와 같은, FCAW 용접 토치용 노즐을 EGW 용접 토치에 부착함으로써 이루어질 수 있다. 특히, FCAW 용접 시 용접 대상면으로 보호 가스를 분출하여야 하는 것은, EGW 토치에 결착되는 노즐 및 노즐 내부로 보호 가스를 공급하는 가스 도입구를 통해 달성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 FCAW 용접 토치의 세부 구성 및 형상은 이후 도 10 내지 도 13에서 상세히 예시된다.
보호 가스는 가스 배관(220)을 통해 가스 도입구로 공급될 수 있고, 이어 가스 노입구를 지나 노즐을 지나 용융 대상면으로 분사될 수 있다.
보호 가스는 예를 들어, 이산화탄소일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 용융 대상면에 발생하는 아크(arc)를 유지하며 용융 대상면의 용재를 보호할 수 있는 다양한 가스들, 예를 들어, 불활성 가스가 사용될 수 있다.
FCAW 용접 시, 본 발명의 일 실시예에 따른 FCAW 용접 토치는 수평 용접 대상면에 대하여 수직 용접 방향(VD)으로 지향될 수 있다.
본 명세서에서, 수직 용접 방향(VD)은, 제1 플레이트(P1) 및 제2 플레이트(P2) 인접하는 용접 대상면이 연장하는 방향 및 제1 플레이트(P1) 및 제2 플레이트(P2)의 평면에 대하여 수직한 방향(D2)에 대해 대략 평행한 방향의 의미로 사용되며, 더욱 구체적으로, 수직 용접 방향(VD)과 제1 플레이트(P1) 및 제2 플레이트(P2)의 평면에 대한 법선 방향의 교차각이 예각, 예를 들어, 45도 이하의 각도를 갖는 것의 의미로 사용될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, FCAW 용접부는 수평 맞대기 EGW 용접 이후, EGW 용입물 또는 EGW 용접부(W_EGW) 상에 추가로 채워질 수 있고, 복수회가 반복하여 이루어질 수 있다. 도 4에서, EGW 용접 이후 두 번의 FCAW 용접이 수행된 것으로, 즉, EGW 용접부(W_EGW) 상에 제1 FCAW 용접부(W_FCAW1) 및 제2 FCAW 용접부(W_FCAW1)가 형성된 것으로 예시되었다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 맞대기 이음 용접 방법을 수행하는 용접 장치를 예시한 상면도이다.
도 6을 참조하면, 자동 용접 장치(10)는, 가이드 레일(30) 및 가이드 레일(30)을 따라 주행하는 용접기 본체(130)를 포함할 수 있다.
가이드 레일(30)은 수평 용접 대상면이 연장하는 방향(D1)에 평행하게 배열될 수 있고, 이로써, 용접기 본체(130)는 수평 용접 대상면과 나란하게 진행하며 EGW 용접 및 FCAW 용접을 수행할 수 있다.
용접기 본체(130)의 일측에는 Cu 슈(20), 용접 토치 바디(100) 및 용접 토치 바디(100)의 움직임을 제어하는 토치 틸팅 각도 조절부(110)와 용접 진행각 조절부(120)가 부착될 수 있다.
도 6에 도시된 예시적인 실시예에서, 토치 바디(100)는 토치 틸팅 각도 조절부(110)에 연결되고, 토치 틸팅 각도 조절부(110)는 용접 진행각 조절부(120)를 통해 용접기 본체(130)의 일측에 연결되는 것으로 예시되었다.
용접 진행각 조절부(120)는 토치가 용접 대상면을 향하여 지향하는 수직 각도, 더욱 구체적으로, 용접 대상면의 법선 방향(D2)에 대한 각도를 조절하도록 구성될 수 있고, 도 6에서는, 토치 바디(100)가 수평 용접 방향(HD), 즉, 수평 용접 대상면이 연장하는 방향(D1)에 대략 근접한 방향 또는 수평 용접 대상면의 법선 방향(D2)에 대해 대략 수직한 방향으로 지향된 상태가 예시되었다.
토치 틸팅 각도 조절부(110)는 수평 용접 대상면의 평면 상에서 수평 용접 대상면이 연장하는 방향에 수직한 방향(D3)으로 토치 바디(100)의 지향 방향을 조절할 수 있다.
도시된 실시예에서, 토치 바디(100)는 수평 용접 대상면이 연장하는 방향과 나란하게 배열된 상태가 예시되었다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치가 EGW 용접을 수행하기 위하여 EGW 용접 토치가 수평 용접 방향(HD)으로 배열된 상태를 예시하는 측면도이다.
도 7을 참조하면, EGW 용접을 수행하기 위하여 EGW 용접 토치는 수평 용접 방향(HD)으로 배열될 수 있다. 수평 용접 방향(HD)과 수평 용접 대상면이 연장하는 방향은 제1 각도(θ1)로 교차될 수 있고, 제1 각도(θ1)는 예각, 예를 들어, 45도 이하의 각도를 이룰 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치가 FCAW 용접을 수행하기 위하여, FCAW 용접 토치가 수직 용접 방향(VD)으로 배열된 상태를 예시하는 측면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 FCAW 용접 토치를 확대 도시한 부분 확대도이다.
도 8 및 도9를 참조하면, 도 7에 도시된 바와 같은 EGW 용접 토치는 FCAW 용접 토치로 재구성될 수 있고, 재구성된 FCAW 용접 토치는 수직용접 방향으로 배열될 수 있다. 수직 용접 방향(VD)과 수평 용접 대상면이 연장하는 방향은 제2 각도(θ2)로 교차될 수 잇고, 제2 각도(θ2)는 예각, 예를 들어, 45도 이하의 각도를 이룰 수 있다.
도시된 실시예에서, 용접 토치는 EGW 용접 토치에 노즐(200)을 부착하여 FCAW로 재구성될 수 있는 탈착식 용접 토치로 예시되었다. 탈착식 용접 토치의 예시적인 실시예는 이하 도 10 내지 도 13을 참조하여 상술된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 용접 토치가 FCAW 용접 토치로 재구성된 상태의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 용접 토치의 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 용접 토치의 확대 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 용접 토치가 FCAW 용접 토치로 기능할 때의 보호 가스 유동을 함께 도시한 탈착식 용접 토치의 다른 확대 단면도이다.
도 10 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 용접 토치는, 토치 바디(100), 커넥터(230), 컨택팁(240) 및 노즐(200)을 포함할 수 있다.
토치 바디(100)는 그 내부로 용재, 예를 들어, 용접 와이어를 공급하는 배관으로서, EGW 용접시 원활한 수평 용접 방향(HD)으로 배향될 수 있도록 일정 각도로 만곡된 형상일 수 있다.
커넥터(230)는 토치 바디(100)의 일단에 부착될 수 있고, 커넥터(230)의 일단은 컨택팁(240)에 결합될 수 있다.
더욱 구체적으로, 커넥터(230)는 그 일단에서 외주면을 따라 돌출된 제1 환형 돌출부(236), 그 타단에서 외주면을 따라 돌출된 제2 환형 돌출부(233) 및 제1 환형 돌출부(236) 및 제2 환형 돌출부(233) 사이에 형성된 환형 그루브(235)를 포함할 수 있다.
커넥터(230)는 그 일단으로부터 커넥터(230)의 길이 방향으로 내부를 향하여 관통하는 제1 관통공(238)을 포함할 수 있고, 컨택팁(240)은 커넥터(230)의 일단으로부터 제1 관통공(238)을 통해 커넥터(230) 내부로 삽입되어 커넥터(230)에 체결될 수 있다.
또한, 커넥터(230)의 타단에는 커넥터(230)의 길이 방향으로 외부로 돌출된 체결 요부(231)를 포함할 수 있고, 체결 요부(231)는 토치 바디(100) 내부로 끼워질 수 있다.
체결 요부(231)의 내부에는 제2 관통공(232)이 형성될 수 있고, 제1 관통공(238) 및 제2 관통공(232)은 연결될 수 있고, 토치 바디(100)를 통해 공급된 용재는 제2 관통공(232) 및 제1 관통공(238)을 지나 컨택팁(240)으로 공급될 수 있다.
공급된 용재, 예를 들어, 플럭스 또는 용접 와이어는 컨택팁(240)의 첨단부를 통해 외부로 배출될 수 있고, 용접 영역에 형성된 아크에 의해 용융되어 용접 대상면에 용착될 수 있다.
노즐(200)은 커넥터(230)를 둘러싸며 커넥터(230) 상에 체결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 커넥터(230)의 제2 환형 돌출부(233)와 노즐(200)의 내면에 접촉하여 끼움 결합(또는 피팅 결합)될 수 있고, 마찰력에 의해 커넥터(230)와 노즐(200) 사이의 체결이 유지될 수 있다. 이를 위해, 제1 환형 돌출부(236)와 제2 환형 돌출부(233)는 상이한 직경을 가질 수 있고, 예를 들어, 제1 환형 돌출부(236)는 제2 환형 돌출부(233) 보다 작은 직경을 가질 수 있다.
노즐(200)은 제2 환형 돌출부(233)와 결합되는 영역으로부터 컨택팁(240)의 첨단부를 향해 연장된 중공형 부재일 수 있다. 노즐(200)의 외주면에는 노즐(200)의 중공 내부로 보호 가스를 도입하기 위한 가스 연결부(210)가 형성될 수 있다. 가스 연결부(210)는 보호 가스를 공급하는 가스 배관(220)에 연결될 수 있다.
또한, 가스 연결부(210)는 커넥터(230)의 환형 그루브(235)가 형성된 영역에 중첩하는 노즐(200)의 외주면 영역 상에 형성될 수 있다. 이로써, 노즐(200)의 내부로 도입된 보호 가스는 환형 그루브(235)를 향해 지향될 수 있다. 환형 그루브(235)의 외주면과 노즐(200)의 내주면 사이에는 환형의 확산 공간(DS)이 형성될 수 있고, 환형 그루브(235)로 지향된 보호 가스는 확산 공간(DS)을 순환할 수 있고, 이에 확산 공간(DS)으로 도입된 보호 가스는 그 압력 분포가 확산에 의해 분산되어 상대적으로 균일한 압력 분포를 가질 수 있다.
커넥터(230)의 제1 환형 돌출부(236)의 외경은 제2 환형 돌출부(233)의 외경 또는 노즐(200)의 내경에 비하여 작기 때문에, 제1 환형 돌출부(236)의 외면 및 노즐(200)의 내면 사이에는 이격 공간이 형성될 수 있다. 따라서, 환형 확산 공간(DS) 내부로 도입된 보호 가스는 확산 공간(DS)을 순환하여 균일한 압력 분포를 갖도록 확산된 후, 이격 공간을 통해 노즐(200)의 출구부(230)을 향해 지향될 수 있다.
일반적인 FCAW 용접 토치는 일반적으로 토치 바디(100)를 통해 보호 가스가 공급되며, 컨택팁(240)이 연장하는 방향과 토치 바디(100)를 통해 공급되는 보호 가스가 공급되는 방향이 실질적으로 평행할 수 있다. 따라서, 상대적으로 균일한 보호 가스의 유동을 달성할 수 있다.
대조적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착시 용접 토치에서, 보호 가스는 노즐(200)의 외주면에 형성된 가스 연결부(210)를 통해 공급되므로, 경우에 따라, 노즐(200) 내부에서 유동하는 보호 가스의 유동의 균일성이 확보하는 데 어려움이 발생할 수 있다. 그럼에도, 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 용접 토치에서, 보호 가스는 환형 그루브(235)를 향해 지향되어 외부로 확산될 것이므로, 균질한 압력 분포를 가질 것이며, 컨택팁(240)의 출구부를 통해 균일하게 유동할 수 있다. 이에 따라, 용융 대상면에 삼차원적으로 균일하게 아크 보호 영역을 형성할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 토치에 일자형 FCAW 용접 토치로 재구성된 상태를 예시하는 측면도이다.
도 14에 도시된 실시예는, 도 8에 예시된 FCAW 용접 토치에 비하여, 토치 바디(300)가 만곡된 상태가 아닌 일자형 토치 바디(300)로 교체되어 일자형 토치 바디(300)를 수평 용접 대상면에 수평 용접 방향(HD)으로 배열되는 점에서 차이가 있다. 간결성을 위하여, 반복되는 설명은 생략한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 자동 용접 장치 130: 용접기 본체
20: Cu 슈 30: 가이드 레일
100: 토치 바디 110: 틸팅 각도 조절부
120: 용접 진행각 조절부

Claims (6)

  1. 수평 용접 방향으로 배치된 EGW 용접 토치를 이용하여 수평 용접 대상면에 EGW 용접 수행하는 단계;
    EGW 용접 토치를 FCAW 용접 토치로 재구성하는 단계; 및
    수직 용접 방향으로 배치된 FCAW 용접 토치를 이용하여 수평 용접 대상면의 EGW 용입물 상에 FCAW 용접을 수행하는 단계를 포함하는, 수평 맞대기 이음 용접 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    EGW 용접 토치를 상기 FCAW 용접 토치로 재구성하는 단계는 EGW 용접 토치에 FCAW 용접 토치용 노즐을 부착하여 이루어지는, 수평 맞대기 이음 용접 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 FCAW 용접 토치용 노즐은 상기 노즐 내부로 보호 가스를 도입시키는 가스 도입구를 포함하는, 수평 맞대기 이음 용접 방법.
  4. 가이드 레일;
    상기 가이드 레일을 따라 주행하는 용접기 본체;
    상기 용접기 본체의 일측에 설치되어 탈착식 용접 토치의 용접 진행각을 조절하는 용접 진행각 조절부; 및
    상기 용접 진행각 조절부를 통해 상기 용접기 본체의 일측에 연결되는 토치 틸팅 각도 조절부를 포함하되,
    상기 탈착식 용접 토치는 용재를 공급하며 상기 토치 틸팅 각도 조절부에 연결되는 토치 바디; 상기 토치 바디로부터 공급된 용재를 용접 대상면으로 전달하는 컨택팁; 및 상기 상기 컨택팁을 둘러싸는 노즐을 포함하되,
    상기 용접 진행각 조절부는 상기 토치 바디가 용접 대상면 상에서 수평 용접 방향과 수직한 방향에 대한 각도를 조절하도록 구성되고,
    상기 토치 틸팅 각도 조절부는 수평 용접 대상면에 수직한 방향에 대한 각도를 조절하도록 구성되고,
    EGW 용접을 수행하기 위하여 상기 탈착식 용접 토치로써 EGW 용접 토치가 수평 용접 방향으로 배열되고, 상기 EGW 용접을 수행 후에 상기 EGW 용접 토치에 상기 노즐을 부착하여 FCAW로 재구성한 FCAW 용접 토치가 수직 용접 방향으로 배열되며,
    상기 노즐은 상기 노즐의 내부로 보호 가스를 도입하는 가스 연결부를 포함하는, 자동 용접 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 탈착식 용접 토치는 상기 토치 바디와 상기 컨택팁을 연결하는 커넥터들을 포함하고,
    상기 커넥터는 외주면에 환형 그루브가 형성되는, 자동 용접 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 가스 연결부는 상기 커넥터의 상기 환형 그루브가 형성된 영역에 중첩하는 상기 노즐의 외주면의 영역 상에 형성되는, 자동 용접 장치.
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