KR101942359B1 - 오비탈 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접장치는 파이프 외주면에 구비되는 레일을 주행하며 틸팅 레일이 구비된 이송 캐리지; 상기 틸팅 레일 상에서 전후방으로 이동가능하게 상기 이송 캐리지에 결합되는 용접 토치 이송부; 및 상기 용접 토치 이송부에 장착되어 용접을 수행하는 용접 토치;를 포함할 수 있다.

Description

오비탈 용접장치{Orbital Welding Apparatus}

본 발명은 오비탈 용접 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용접 토치의 진행각 조절이 가능한 오비탈 용접 장치에 관한 것이다.

일반적으로 육상 및 해상의 파이프 용접의 경우 그 특성이 설치하고자 하는 현장에서 직접 용접을 통해 파이프를 연결해야 하므로, 대형 파이프의 경우 파이프에 대한 용접 작업을 용이하게 하기 위하여 고정된 파이프를 용접 캐리지(주행부)가 회전하면서 용접할 수 있는 오비탈 용접 장치가 제공되었다.

한편, 기존의 파이프 입향상진 용접에서는 중력이 아래방향으로만 작용하기 때문에, 용융금속의 형태가 지속적으로 변화하게 되며, 용입불량 결함이 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 용입불량 결함은 용융금속이 용접아크보다 용접 진행 방향으로 선행하는 경우 발생하기 쉽다.

따라서, 종래에는 이러한 용입불량을 방지하기 위해 용접 속도를 조절하는 방식 등 용접조건을 변경하는 방법을 사용하였다.

그러나, 용접 조건을 지속적으로 변경하는 것은 복잡하며 용접사의 기량에 따라 다르기 때문에 용접 작업에 어려움이 있었다.

따라서, 용입불량을 해결할 수 있는 용접 장치에 대한 연구가 요구되고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 오비탈 용접시 진행각을 조정할 수 있는 용접 토치를 구비한 오비탈 용접장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접장치는 파이프 외주면에 구비되는 레일을 주행하며 틸팅 레일이 구비된 이송 캐리지; 상기 틸팅 레일 상에서 전후방으로 이동가능하게 상기 이송 캐리지에 결합되는 용접 토치 이송부; 및 상기 용접 토치 이송부에 장착되어 용접을 수행하는 용접 토치;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접장치에서 상기 용접 토치 이송부는 상기 용접 토치가 결합되는 몸체부 및 상기 몸체부에 연결되어 상기 몸체부를 상기 틸팅 레일 상에서 전후방으로 이동시키는 구동부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접장치에서 상기 구동부는 외주면에 나사산이 구비된 회전축 및 상기 회전축이 삽입되어 상기 회전축이 회전함에 따라 상기 회전축의 외주면 상에서 이동하며, 상기 몸체부와 연결된 틸팅 링크부재를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접장치에서 상기 몸체부의 하측에는 상기 틸팅 링크부재와 연결되도록 틸팅 링크부재 결합홀이 형성된 링크 연결부가 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접장치에서 상기 회전축은 회전축 구동 모터에 의해 구동될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접장치에서 상기 용접 토치 이송부의 하측에는 상기 틸팅 레일에 접촉하여 상기 용접 토치 이송부의 이동을 보조하는 틸팅 레일 가이드 롤러가 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접장치에서 상기 용접 토치는 상기 용접 토치 이송부가 상기 틸팅 레일 상에서 이동함에 따라 진행각이 가변할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접 장치는 용접공정 중 진행각을 조정할 수 있는 용접 토치를 구비함으로써 용입불량 결함을 해소할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접장치가 파이프에 결합된 모습을 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접장치의 개략 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접장치의 저면 사시도이다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며, 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접장치가 파이프에 결합된 모습을 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접장치의 개략 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접장치의 저면 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접장치(500)는 이송 캐리지(100), 용접토치 이송부(200) 및 용접토치(300)를 포함할 수 있다.

이송 캐리지(100)는 용접 대상이 되는 파이프(10)의 외주면에 구비되는 레일(11)을 따라 이동하며, 이송 캐리지(100) 상측에는 용접토치 이송부(200)가 전후방으로 이동가능하게 결합된다.

이때, 이송 캐리지(100)의 하측에는 레일(11)에 결합되어 파이프(10)의 외주면을 따라 회전운동 가능하도록 이송 캐리지 롤러(110)가 구비될 수 있다.

즉, 이송 캐리지 롤러(110)는 별도의 구동모터와 연결되어, 상기 레일(11)을 따라 파이프(10)의 외주면상에서 왕복 운동할 수 있다.

따라서, 용접토치(300)는 이송 캐리지(100)가 이동함에 따라 파이프(10)간의 연결부분을 전체적으로 용접할 수 있다.

한편, 종래에는 상기와 같이 용접토치(300)가 용접을 수행하는 경우 용접 토치(300)의 진행각이 고정되어 있어, 용입불량이 발생할 수 있다는 문제점이 있었다.

즉, 용접토치(300)가 파이프(10) 외주면을 따라 하측에서 상측으로 회전운동하면서 용접을 수행하는 경우, 중력의 영향에 의해 용융금속의 형태가 용접위치마다 변하는 등 용접 조건은 계속 변화하지만 용접토치(300)의 진행각이 고정되어 있어, 용입불량이 발생하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 용입불량을 방지하기 위해 이송 캐리지(100)의 상측에는 용접토치 이송부(200)가 안착하여 전후방으로 이동가능하도록 틸팅 레일(120)이 구비될 수 있다.

즉, 용접토치 이송부(200)는 틸팅 레일(120)을 따라 곡선이동하면서 용접토치 이송부(200)에 구비된 용접토치(300)의 진행각을 조정할 수 있다.

틸팅 레일(120)은 소정의 곡률을 갖도록 곡선 형상으로 이송 캐리지(100) 상부에 구비될 수 있으며, 이때 틸팅 레일(120)의 곡률은 용접토치(300)의 진행각을 고려하여 다양하게 변경될 수 있다.

용접토치 이송부(200)는 틸팅레일(120)을 따라 전후방으로 이동하여 용접토치(300)의 진행각을 조정할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.

또한, 이송 캐리지(100)의 틸팅 레일(120) 일단측에는 회전축 구동 모터 결합부(130)가 구비될 수 있다.

회전축 구동 모터 결합부(130)에는 회전축 구동모터(140)가 삽입 결합되며, 회전축 구동모터(140)는 후술할 회전축(220)을 회전시켜 용접토치 이송부(200)를 이송 캐리지(100) 상측에서 전후방으로 이동시킨다.

용접토치 이송부(200)는 이송 캐리지(100) 상측에 전후방으로 이동가능하게 결합되며 용접토치(300)가 결합되는 몸체부(210) 및 몸체부(210)에 연결되어 몸체부(210)를 틸팅 레일(120) 상에서 전후방으로 이동시키는 구동부(220)를 포함할 수 있다.

몸체부(210)에는 용접 공정 수행 시 장치제어를 위한 컨트롤박스가 구비될 수 있으며, 일측에는 용접 토치(300)가 결합될 수 있다.

구체적으로, 용접 토치(300)는 연결 링크(310)의 일단부에 결합하게 되며 상기 연결 링크(310)의 타단부가 몸체부(210)에 삽입결합될 수 있다.

한편, 몸체부(210)의 하측에는 구동부(220)와의 결합을 위한 링크 연결부(211)가 구비될 수 있다.

링크 연결부(211)는 몸체부(210)의 하측에서 돌출 구비될 수 있으며, 내측에는 틸팅 링크부재(222)의 일측이 삽입되는 링크부재 결합홀(211a)이 구비된다.

즉, 몸체부(210)는 링크 연결부(211)에 의해서 틸팅 링크부재(222)에 회전가능하게 결합된다.

또한, 몸체부(210)의 하측에는 틸팅 레일(120) 상에서 원할한 이동을 위한 틸팅 레일 가이드 롤러(212)가 구비되며, 틸팅 레일 가이드 롤러(212)는 틸팅 레일(120)에 접촉된 상태에서 용접토치 이송부(200)의 이동을 보조한다.

한편, 몸체부(210)는 틸팅 레일(120) 상에서 전후방으로 이동가능하며, 이때 틸팅 레일(120)은 곡선형상으로 구비될 수 있다.

따라서, 몸체부(210)의 이동에 따라 몸체부(210)의 기울기가 변하게 되며, 이로 인해 몸체부(210)에 결합된 용접 토치(300)의 진행각이 가변할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 오비탈 용접장치(500)는 틸팅 레일(120)을 구비한 이송 캐리지(100) 및 상기 틸팅 레일(120)에서 곡선이동하는 용접토치 이송부(200)를 구비함으로써, 용접 토치(300)의 진행각을 조정할 수 있다.

한편, 몸체부(210)의 하측에는 구동부(220)가 구비된다. 구동부는 몸체부(210)를 전후방으로 이동시키기 위한 것으로 외주면에 나사산이 구비된 회전축(221) 및 상기 회전축(221)이 삽입되어 상기 회전축(221)이 회전함에 따라 회전축(221) 외주면 상에서 이동하며, 몸체부(210)와 연결된 틸팅 링크부재(222)를 포함한다.

회전축(221)은 틸팅 레일(120) 내측에 배치될 수 있으며, 일단이 회전축 구동 모터(140)에 결합되어 회전할 수 있다.

또한, 회전축(221)은 틸팅 링크부재(222)에 삽입될 수 있으며, 외주면에는 나사산이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 틸팅 링크부재(222)의 내주면에는 상기 나사산에 대응하도록 암나사산이 형성될 수 있다.

따라서, 회전축(221)이 회전하게 되는 경우 틸팅 링크부재(222)는 회전축(221)의 외주면 상에서 이동가능하다.

여기서, 틸팅 링크부재(222)는 일측이 링크 부재 결합홀(211a)에 삽입될 수 있다. 따라서, 틸팅 링크부재(222)가 전후방으로 이동하는 경우 이와 연동하여 몸체부(210)도 전후방으로 이동가능하다.

다시 말해, 회전축 구동모터(140) 동작 시 회전축(221)은 회전하게 되고, 이에 따라 틸팅 링크 부재(222)는 회전축(221) 외주면 상에서 전후방으로 이동하게 되며, 틸팅 링브 부재(222)와 결합된 몸체부(210) 역시 전후방으로 이동하게 된다.

이때, 몸체부(210)는 곡선 형상의 틸팅 레일(120) 상에서 이동하게 되므로, 몸체부(210)는 곡선 이동하면서 기울기가 변하게 되고, 몸체부(210)에 구비된 용접토치(300)의 진행각도 변하게 된다.

결과적으로, 용접 공정 진행 시 진행 상황에 맞추어 용접 토치(300)의 진행각을 조정할 수 있으며, 용입불량으로 인한 용접 불량을 감소시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

100: 이송캐리지 110: 이송 캐리지 롤러
120: 틸팅 레일 130: 회전축 구동모터 결합부
140: 회전축 구동모터 200: 용접토치 이송부
210: 몸체부 220: 구동부
300: 용접토치 310: 연결링크

Claims (7)

1. 파이프 외주면에 구비되는 레일을 주행하며 틸팅 레일이 구비된 이송 캐리지;
   상기 틸팅 레일 상에서 전후방으로 이동가능하게 상기 이송 캐리지에 결합되는 용접 토치 이송부; 및
   상기 용접 토치 이송부에 장착되어 용접을 수행하는 용접 토치;를 포함하며,
   상기 용접 토치 이송부는 상기 용접 토치가 결합되는 몸체부 및 상기 몸체부에 연결되어 상기 몸체부를 상기 틸팅 레일 상에서 전후방으로 이동시키는 구동부를 포함하고,
   상기 구동부는 외주면에 나사산이 구비된 회전축 및 상기 회전축이 삽입되어 상기 회전축이 회전함에 따라 상기 회전축의 외주면 상에서 이동하며, 상기 몸체부와 연결된 틸팅 링크부재를 포함하는 오비탈 용접장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 몸체부의 하측에는 상기 틸팅 링크부재와 연결되도록 틸팅 링크부재 결합홀이 형성된 링크 연결부가 구비된 오비탈 용접장치.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 회전축은 회전축 구동 모터에 의해 구동되는 오비탈 용접장치.
   
6. 파이프 외주면에 구비되는 레일을 주행하며 틸팅 레일이 구비된 이송 캐리지;
   상기 틸팅 레일 상에서 전후방으로 이동가능하게 상기 이송 캐리지에 결합되는 용접 토치 이송부; 및
   상기 용접 토치 이송부에 장착되어 용접을 수행하는 용접 토치;를 포함하며,
   상기 용접 토치 이송부의 하측에는 상기 틸팅 레일에 접촉하여 상기 용접 토치 이송부의 이동을 보조하는 틸팅 레일 가이드 롤러가 구비되는 오비탈 용접장치.
   
7. 제1 항에 있어서,
   상기 용접 토치는 상기 용접 토치 이송부가 상기 틸팅 레일 상에서 이동함에 따라 진행각이 가변하는 오비탈 용접장치.

Images