KR101938571B1 - 도금강판 용접장치 및 용접방법 - Google Patents

도금강판 용접장치 및 용접방법 Download PDF

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Abstract

도금강판 용접장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 도금강판 용접장치는 제1 도금강판 및 제2 도금강판의 가압 및 도금층 제거가 함께 이루어지는 가이드롤, 상기 가이드롤을 통해 도금층이 제거된 제1 도금강판 및 제2 도금강판을 용접하는 용접장치를 포함한다.

Description

도금강판 용접장치 및 용접방법{WELDING APPARATUS AND METHOD FOR METAL COATED STEEL SHEET}
본 발명은 도금강판 용접장치 및 용접방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 용접 공정 시 발생되는 도금층 기화에 의한 기공 및 스패터의 발생을 방지하는 도금강판 용접장치 및 용접방법에 관한 것이다.
일반적으로 도금강판은 철강판재의 부식특성 향상을 위해 다양한 합금성분의 도금층을 포함하며, 용융도금강판과 전기도금강판으로 구별된다.
도금강판 중 용융도금강판은 철강판재의 표면에 도금된 얇은 도금층에 의해 부식특성이 향상되나, 구조체 제작 등을 위해 수행되는 용접공정 시 도금층으로 인해 용접부의 성능이 저하되는 문제점을 가지고 있다.
보다 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 용융도금강판은 기존의 용접장치 및 방법을 통해 용접 시 도금층의 기화로 인해 다수의 기공 및 스패터가 발생되는 문제점이 있으며, 이로 인해 용접부의 성능이 현저히 저하되는 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 10-1614603호
본 발명의 실시 예들은 도금층 기화에 의한 기공 및 스패터의 발생을 방지하는 도금강판 용접장치 및 용접방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 도금강판을 용접하는 도금강판 용접장치에 있어서, 상기 도금강판 용접장치는 제1 도금강판 및 제2 도금강판의 가압 및 도금층 제거가 함께 이루어지는 가이드롤; 상기 가이드롤을 통해 도금층이 제거된 제1 도금강판 및 제2 도금강판을 용접하는 용접장치;를 포함하는 도금강판 용접장치가 제공될 수 있다.
상기 가이드롤은 전기저항을 통해 발열되어 상기 제1 도금강판 및 제2 도금강판의 도금층을 제거할 수 있다.
상기 가이드롤의 온도를 조절하기 위해 상기 가이드롤에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부;를 포함할 수 있다.
상기 도금강판은 용융도금강판일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 도금강판을 용접하는 도금강판 용접방법에 있어서, 상기 도금강판 용접방법은 상기 도금강판의 가압 및 상기 도금강판의 도금층 제거가 함께 이루어지는 도금강판 가압 및 도금층 제거 단계; 상기 도금강판 가압 및 도금층 제거 단계를 거쳐 이송된 도금강판을 용접하는 용접 단계;를 포함하는 도금강판 용접방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 도금강판 용접장치는 가이드롤을 이용하여 도금강판의 가압 및 도금층 제거가 함께 이루어지기 때문에 도금층 기화에 따른 기공 및 스패터가 용접부에 생성되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 용접부의 건전성을 확보함으로써 구조물의 안정성을 크게 높이는 효과가 있다.
또한, 가이드롤을 이용하여 도금층을 제거하기 때문에 추가적인 도금강판 용접부의 사전처리 단계를 생략할 수 있으며, 전체 공정에 소요되는 비용 및 시간을 절감하여 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 종래의 도금강판 용접장치를 이용하여 용융도금강판을 용접한 용접부의 사진이다.
도 2 및 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 도금강판 용접장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 의한 도금강판 용접방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 의한 도금강판 용접장치를 이용하여 용융도금강판을 용접한 용접부의 사진이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예들 만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 의한 도금강판 용접장치는 가이드롤(110), 전력 공급부(120), 냉각수 공급부(130), 제어부(140), 용접장치(150) 및 파일럿롤(160)을 포함하여 이루어질 수 있다.
가이드롤(110)은 제1 도금강판(S1) 및 제2 도금강판(S2)의 상부 또는 하부에 설치되거나 상하부에 설치되어 제1 도금강판(S1) 및 제2 도금강판(S2)을 가이드한다.
가이드롤(110)은 제1 도금강판(S1) 및 제2 도금강판(S2)을 가압하여 고정시킬 수 있다.
가이드롤(110)은 제1 도금강판(S1) 및 제2 도금강판(S2)을 가압하여 제1 도금강판(S1) 및 제2 도금강판(S2)의 단차를 제거할 수 있다.
제1 도금강판(S1) 및 제2 도금강판(S2)은 클램프(111)에 의해 보다 견고히 고정될 수 있다.
가이드롤(110)은 제1 도금강판(S1) 및 제2 도금강판(S2)의 도금층(P)을 제거할 수 있다.
가이드롤(110)은 전기저항을 통해 발열되어 제1 도금강판(S1) 및 제2 도금강판(S2)의 도금층(P)을 가열시킬 수 있으며, 이를 통해 제1 도금강판(S1) 및 제2 도금강판(S2)의 도금층(P)을 제거할 수 있다.
가이드롤(110)은 제1 도금강판(S1) 및 제2 도금강판(S2)을 상하부에서 가압하는 동시에 제1 도금강판(S1) 및 제2 도금강판(S2)의 도금층(P)을 제거할 수 있다.
가이드롤(110)은 전기저항을 통해 발열되는 금속소재로 이루어질 수 있다.
가이드롤(110)은 철강합금, 스테인리스강, 동합금 등으로 이루어질 수 있다.
가이드롤(110)에는 제1 도금강판(S1) 및 제2 도금강판(S2)의 온도를 감지하기 위한 별도의 온도감지부가 설치될 수 있다.
전력 공급부(120)는 가이드롤(110)에 전력을 공급한다.
전력 공급부(120)는 도금강판(S1,S2) 상하부에 설치되는 가이드롤(110)에 서로 다른 전력을 공급할 수 있다.
전력 공급부(120)는 복수로 이루어져 도금강판(S1,S2) 상하부에 설치되는 가이드롤(110)에 각각 독립적으로 전력을 공급할 수 있다.
냉각수 공급부(130)는 가이드롤(110)의 온도를 조절하기 위해 가이드롤(110)에 냉각수를 공급한다.
냉각수 공급부(130)는 도금강판(S1,S2) 상하부에 설치되는 가이드롤(110)에 서로 다른 온도 및/또는 유량의 냉각수를 공급할 수 있다.
냉각수 공급부(130)는 복수로 이루어져 도금강판(S1,S2) 상하부에 설치되는 가이드롤(110)에 각각 독립적으로 냉각수를 공급할 수 있으며, 서로 다른 온도 및/또는 유량의 냉각수를 각각 독립적으로 공급할 수 있다.
제어부(140)는 전력 공급부(120) 및 냉각수 공급부(130)를 제어한다.
제어부(140)는 전력 공급부(120) 및/또는 냉각수 공급부(130)를 제어하여 가이드롤(110)의 온도를 제어할 수 있다.
제어부(140)는 전력 공급부(120) 및 냉각수 공급부(130)를 제어하여 가이드롤(110)에 공급되는 전력 및 냉각수의 온도 및/또는 유량을 조절할 수 있다.
제어부(140)는 도금층(P)의 두께 및 재질에 따라 가이드롤(110)에 공급되는 전력 및 냉각수의 온도 및/또는 유량을 조절할 수 있다.
제어부(140)는 전력 공급부(120) 및 냉각수 공급부(130)를 제어하여 도금강판의 온도를 조절할 수 있다.
제어부(140)는 제1 도금강판(S1) 및/또는 제2 도금강판(S2)의 온도가 제1 기준값 이상인 경우 전력 공급부(120)를 제어하여 제1 도금강판(S1) 및/또는 제2 도금강판(S2)에 공급되는 전력을 조절할 수 있다.
제어부(140)는 제1 도금강판(S1) 및/또는 제2 도금강판(S2)의 온도가 제2 기준값 이상인 경우 냉각수 공급부(130)를 제어하여 제1 도금강판(S1) 및/또는 제2 도금강판(S2)에 공급되는 냉각수를 조절할 수 있다.
제어부(140)는 제1 도금강판(S1) 및/또는 제2 도금강판(S2)의 온도가 제3 기준값 이상인 경우 전력 공급부(120) 및 냉각수 공급부(130)를 제어하여 제1 도금강판(S1) 및/또는 제2 도금강판(S2)에 공급되는 전력 및 냉각수를 조절할 수 있다.
제1 기준값, 제2 기준값 및 제3 기준값은 도금층(P)의 두께, 소재 및/또는 강판의 두께, 소재 등에 따라 설정될 수 있다.
제어부(140)는 가이드롤(110)로부터 전기적 신호를 전달받아 도금강판(S1,S2)의 온도를 조절할 수 있다.
제어부(140)는 가이드롤(110)에 설치된 온도감지부로부터 감지된 신호를 전달받아 도금강판(S1,S2)의 온도를 조절할 수 있다.
제어부(140)는 별도의 독립된 온도센서로부터 신호를 전달받아 도금강판(S1,S2)의 온도를 조절할 수 있다.
용접장치(150)는 가이드롤(110)을 통해 도금층(P)이 제거된 제1 도금강판(S1) 및 제2 도금강판(S2)을 용접한다.
용접장치(150)는 레이저를 이용하여 도금강판(S1,S2)을 용접할 수 있다.
파일럿롤(160)은 용접 시 용접부를 고정시킨다.
용접부는 도금강판(S1,S2) 중 가이드롤(110)을 통해 도금층(P)이 제거된 부위로 정의될 수 있다.
이하에서는 도 4 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 의한 도금강판 용접방법에 대하여 설명한다.
도 4 내지 도 7은 단이 형성되도록 도금강판(S1,S2)이 겹쳐져 있는 상태의 도금강판 용접방법을 나타내며, 도 5 내지 도 11은 단이 형성되지 않도록 도금강판(S1,S2)이 마주보는 상태의 도금강판 용접방법을 나타낸다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 도금강판 용접방법은 도금강판 가압 단계, 도금층 제거 단계 및 용접 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
도금강판 가압 단계는 도 4 또는 도7에 도시된 바와 같이, 가이드롤(110)을 이용하여 도금강판(S1,S2)을 상하부에서 가압하는 단계이며, 가이드롤(110)에 전력을 공급하는 과정이 함께 이루어진다.
도금강판(S1,S2)은 철강판재를 절단하여 마련될 수 있으며, 용융도금강판으로 이루어질 수 있다. 도금강판(S1,S2)의 두께는 1.5T(mm)로 이루어질 수 있다.
도금층 제거 단계는 도 5 또는 도 9에 도시된 바와 같이 전력이 공급된 가이드롤(110)의 발열에 의해 도금강판(S1,S2)의 도금층(P)을 제거하는 단계이다.
도금강판 가압 단계 및 도금층 제거 단계는 함께 이루어질 수 있다.
도금강판 가압 단계 및 도금층 제거 단계는 가이드롤(110)에 공급되는 전력량에 따라 동시에 이루어질 수 있다.
용접 단계는 도 6 또는 도 10에 도시된 바와 같이, 도금강판 가압 단계 및 도금층 제거 단계를 거쳐 이송된 도금강판(S1,S2)을 용접하는 단계이다.
용접 단계는 레이저를 이용하여 진행될 수 있으며, 8kw, 2.4m/min 조건으로 진행될 수 있다.
이후, 도 7 또는 도 11에 도시된 바와 같이 도금강판(S1,S2)의 용접이 마무리될 수 있으며, 용접부 전후 부분에 대한 예열 및 후열처리공전, 용접된 철강판재 양끝단 가공공정 등의 세부공정으로 구성된 용접과 관련된 전체 공정을 추가적으로 수행하여 용접이 마무리될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 도금강판 용접방법에 의해 용접된 도금강판은 도 12에 도시된 바와 같이 도금층의 기화를 방지하여 다수의 기공 및 스패터의 발생이 억제됨을 확인할 수 있다.
110 : 가이드롤 120 : 전력 공급부
130 : 냉각수 공급부 140 : 제어부
150 : 용접장치 160 : 파일럿롤

Claims (5)

  1. 도금강판을 용접하는 도금강판 용접장치에 있어서,
    상기 도금강판 용접장치는 제1 도금강판 및 제2 도금강판의 가압 및 도금층 제거가 함께 이루어지는 가이드롤;
    상기 가이드롤에 전력을 공급하는 전력 공급부;
    상기 가이드롤에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부;
    상기 제1 도금강판 및 제2 도금강판 중 적어도 하나의 도금강판의 온도에 따라 상기 전력 공급부 및 상기 냉각수 공급부 중 적어도 하나의 공급부를 제어하는 제어부; 및
    상기 가이드롤을 통해 도금층이 제거된 제1 도금강판 및 제2 도금강판을 용접하는 용접장치;를 포함하는 도금강판 용접장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드롤은 전기저항을 통해 발열되어 상기 제1 도금강판 및 제2 도금강판의 도금층을 제거하는 도금강판 용접장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 도금강판 및 제2 도금강판 중 적어도 하나의 도금강판의 온도가 제1 기준값 이상인 경우 상기 전력 공급부를 제어하여 상기 제1 도금강판 및 제2 도금강판 중 적어도 하나의 도금강판에 공급되는 전력을 조절하고, 상기 제1 도금강판 및 제2 도금강판 중 적어도 하나의 도금강판의 온도가 제2 기준값 이상인 경우 상기 냉각수 공급부를 제어하여 상기 제1 도금강판 및 제2 도금강판 중 적어도 하나의 도금강판에 공급되는 냉각수를 조절하며, 상기 제1 도금강판 및 제2 도금강판 중 적어도 하나의 도금강판의 온도가 제3 기준값 이상인 경우 상기 전력 공급부 및 냉각수 공급부를 제어하여 상기 제1 도금강판 및 제2 도금강판 중 적어도 하나의 도금강판에 공급되는 전력 및 냉각수를 조절하는 도금강판 용접장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드롤은 복수로 이루어져 상기 제1 도금강판 및 제2 도금강판의 상부와 하부에 각각 설치되고, 상기 전력 공급부는 상기 복수의 가이드롤에 서로 다른 전력을 공급하며, 상기 냉각수 공급부는 상기 복수의 가이드롤에 서로 다른 유량의 냉각수를 공급하는 도금강판 용접장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전력 공급부는 복수로 이루어져 상기 복수의 가이드롤에 각각 독립적으로 전력을 공급하며, 상기 냉각수 공급부는 복수로 이루어져 상기 복수의 가이드롤에 각각 독립적으로 서로 다른 온도 및 유량의 냉각수를 공급하는 도금강판 용접장치.
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